本文關(guān)鍵詞：VSC-HVDC系統(tǒng)中諧振問題及其主動抑制方法研究

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【摘要】：基于電壓源型變流器(Voltage Source Converter,VSC)的高壓直流(High Voltage Direct Current,HVDC)輸電方式(VSC-HVDC)具有送電密度高、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。因此,VSC-HVDC在向遠(yuǎn)離陸地的海島和鉆井平臺這一類孤島上供電、構(gòu)建城市配電網(wǎng)、新能源并網(wǎng)等方面具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。其作為現(xiàn)代堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)中不可缺少的組成部分,最重要的是要其能長期保持穩(wěn)定、安全運(yùn)行。然而,交流電網(wǎng)系統(tǒng)在不對稱故障或不平衡時(shí)會出現(xiàn)電壓零、負(fù)序等諧波分量,將加劇換流變流器直流偏磁,造成VSC交流側(cè)系統(tǒng)中低次諧波含有量突增,而使得換流元件所受電氣應(yīng)力增加。且在大部分低倍頻段內(nèi),自公共耦合點(diǎn)(Point of Common Coupling,PCC)處看向VSC的交流低頻阻抗性質(zhì)呈現(xiàn)為電容性,將易導(dǎo)致其與濾波器及交流電網(wǎng)系統(tǒng)之間產(chǎn)生系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)串、并聯(lián)諧振。針對不對稱故障或不平衡引發(fā)的VSC-HVDC與交流電網(wǎng)系統(tǒng)之間的諧振問題,該文從分析諧波分量在VSC交、直流側(cè)系統(tǒng)間的傳遞規(guī)律出發(fā),探討了VSC交流側(cè)系統(tǒng)中負(fù)序諧波對系統(tǒng)運(yùn)行的影響;同時(shí)推導(dǎo)了自PCC處看向VSC的低頻阻抗計(jì)算式,進(jìn)而深入解釋了引發(fā)VSC-HVDC產(chǎn)生系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)諧振的機(jī)理,并針對直流側(cè)電容及PCC處所接交流電網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)弱分別對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)諧振影響進(jìn)行了定性分析;此外,為能全面阻尼換流站交、直流側(cè)系統(tǒng)間的諧波傳遞,提出了等效串聯(lián)一電阻至VSC交流側(cè)阻抗支路中的控制手段,即虛擬諧波電阻控制(Virtual Harmonic Resistor Control,VHRC)策略,并給出了虛擬諧波電阻 Rv.h 取值的確定方法。最后,該文借助PSCAD/EMTDC仿真平臺,針對所提的VHRC策略,對VSC-HVDC系統(tǒng)串、并聯(lián)諧振下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與分析。仿真結(jié)果表明,VHRC策略能全面主動阻尼諧波分量在換流站交、直流側(cè)系統(tǒng)間傳遞,從而有效阻尼了網(wǎng)絡(luò)諧振和提高了系統(tǒng)安全運(yùn)行能力,且還不消耗系統(tǒng)功率及影響系統(tǒng)基波功率控制。
【關(guān)鍵詞】：諧波傳遞 VSC交流低頻阻抗計(jì)算模型 諧振抑制 柔性直流輸電技術(shù) 虛擬諧波電阻 不對稱故障
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM721.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究背景和意義10-15
• 1.1.1 LCC-HVDC輸電技術(shù)10-11
• 1.1.2 VSC-HVDC輸電技術(shù)11-12
• 1.1.3 VSC-HVDC應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.1.4 VSC-HVDC應(yīng)用前景14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 交流電網(wǎng)系統(tǒng)不對故障時(shí)VSC-HVDC運(yùn)行特性分析16
• 1.2.2 VSC-HVDC穩(wěn)態(tài)控制策略研究16-19
• 1.2.3 交流電網(wǎng)系統(tǒng)故障下VSC-HVDC控制策略研究19-20
• 1.3 論文的主要內(nèi)容20-22
• 第二章 VSC-HVDC系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型與控制原理22-40
• 2.1 VSC-HVDC運(yùn)行原理22-23
• 2.2 交流電網(wǎng)系統(tǒng)平衡時(shí)VSC-HVDC數(shù)學(xué)模型23-27
• 2.2.1 基于abc坐標(biāo)系下VSC-HVDC數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.2.2 基于dq坐標(biāo)系下VSC-HVDC數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.3 交流電網(wǎng)系統(tǒng)不平衡時(shí)VSC-HVDC數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.3.1 基于對稱分量表示的不對稱量27-29
• 2.3.2 基于dq坐標(biāo)系下VSC-HVDC正、負(fù)序數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.4 相序分離方法30-32
• 2.5 VSC-HVDC矢量電流控制原理32-38
• 2.5.1 VSC-HVDC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-33
• 2.5.2 交流電網(wǎng)系統(tǒng)平衡時(shí)內(nèi)環(huán)矢量電流控制33-34
• 2.5.3 交流電網(wǎng)系統(tǒng)平衡時(shí)附加控制34-36
• 2.5.4 交流電網(wǎng)系統(tǒng)不平衡時(shí)內(nèi)環(huán)矢量電流控制36-38
• 2.5.5 交流電網(wǎng)系統(tǒng)不平衡時(shí)附加控制38
• 2.6 換流閥級控制38-39
• 2.7 本章小結(jié)39-40
• 第三章 VSC交流低頻阻抗計(jì)算模型40-48
• 3.1 VSC交、直流側(cè)系統(tǒng)間諧波傳遞規(guī)律40-41
• 3.2 負(fù)序分量對VSC-HVDC系統(tǒng)運(yùn)行的影響41-42
• 3.3 VSC交流低頻阻抗計(jì)算模型42-45
• 3.4 VSC直流側(cè)電容大小對系統(tǒng)諧振的影響分析45-46
• 3.5 交流電網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)弱對系統(tǒng)諧振的影響分析46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 虛擬諧波電阻控制與仿真分析48-57
• 4.1 虛擬諧波電阻控制48-50
• 4.2 陷波器設(shè)計(jì)與性能分析50
• 4.3 虛擬諧波電阻設(shè)計(jì)50-51
• 4.4 仿真分析51-56
• 4.4.1 仿真系統(tǒng)51-52
• 4.4.2 VSC-HVDC系統(tǒng)并聯(lián)諧振仿真分析52-53
• 4.4.3 VSC-HVDC系統(tǒng)串聯(lián)諧振仿真分析53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 結(jié)論與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 致謝65-66
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-67
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參加相關(guān)項(xiàng)目67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏偉;許樹楷;李巖;黎小林;饒宏;朱U，

本文編號：929730