為實現(xiàn)能源與負荷的優(yōu)化配置,并盡可能地消納清潔能源,我國建成了世界上規(guī)模最大且電壓等級最高的高壓交直流混聯(lián)系統(tǒng),而保障其安全運行也便成為重大且緊迫的國家需求。輸電線路故障率在整個混聯(lián)系統(tǒng)中占比較高,特別是逆變側(cè)交流線路故障極易引發(fā)LCC（Line Commutated Converter,電網(wǎng)換相換流器）型逆變站換相失敗,從而使混聯(lián)系統(tǒng)故障特征更加復(fù)雜,并直接沖擊交直流側(cè)的線路保護構(gòu)成。因此,研究適用于混聯(lián)系統(tǒng)特性的輸電線路高可靠、超快速保護方法將對降低混聯(lián)系統(tǒng)的安全隱患具有重要的理論和實際意義。本文首先通過典型高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)暫態(tài)模型,分析了換相失敗的機理與特性,并得出了從繼電保護角度的換相失敗應(yīng)對需求——構(gòu)建超快速的保護方法;同時分析了混聯(lián)系統(tǒng)暫態(tài)信號的提取需求,指出了已有大多信號處理方法在時頻分辨率及對弱振幅信號提取等方面的不足,進而提出將同步擠壓S變換應(yīng)用于混聯(lián)系統(tǒng)的暫態(tài)信號提取中。其次,針對LCC型混聯(lián)系統(tǒng)近逆變側(cè)交流輸電線路,分析了逆變側(cè)交流母線的頻率特性,并指出僅依賴電壓行波的保護原理的不適用性;進而分析了故障電流暫態(tài)分量的傳播機理,并構(gòu)成了基于正反向故障電流暫態(tài)能量比... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型交直流混聯(lián)系統(tǒng)

西安理工大學碩士學位論文16其分子保留了原始信號的相位，分母提高了高頻分量的能量，證明了S變換對高頻低振幅信號具有較好的時頻分析優(yōu)勢。對S變換系數(shù)進行同步擠壓，可得多分量信號f(t)的瞬時頻率為：11(,)(,)()[(2(,))]nnNfnnnfnnSTfbffbfffiSTfbbδπ==+∑（2-9）式中：δ為沖激函數(shù)。以及信號f(t)的SST（SynchrosqueezingSTransform，同步擠壓S變換）為：1[(,)0.5](,)(,)kklflkfkkaffbffSSTfbffSTfbf∈<=∑（2-9）式中，fl是同步擠壓變換后的頻率，Δfk=fk-fk-1。即把一個頻率區(qū)間的S變換時頻譜擠壓到一個頻率點上，極大提高了S變換的時頻分辨率[97]。同時，同步擠壓S變換是對S變換結(jié)果的絕對值進行擠壓，避免了在擠壓過程中可能存在的正負數(shù)字相加而導(dǎo)致的能量損失，改善了擠壓效果。為對比上述信號處理工具的性能，文獻[97]以式（2-10）所示的合成信號為例，對比了CWT、ST、SWT、SST進行了時頻分析性能對比，如圖2-5所示。12311.82023()()()()()()[20.2cos()]cos[2π(30.6cos())]()0.6[10.3cos(2)]ecos[2π(50.60.3sin())]()0.4cos[2π(9)]txtxtxtxtntxttttxtttttxtt=+++=++=+++=（2-10）圖2-5某合成信號的時頻譜（a）小波變換；（b）S變換；（c）同步擠壓小波變換；（d）同步擠壓S變換Fig.2-5Time-frequencyspectrumofacompositesignalusing(a)WT,(b)ST,(c)SWT,(d)SST

第3章基于暫態(tài)電流能量的LCC-HVDC近逆變側(cè)交流線路方向保護19交流濾波器f1f2方向繼電器LMN無功補償裝置IIIR1R2HVDCf330km100kmIII100km100km200km交流母線HVDC包括：平波電抗器，換流變壓器，直流輸電線路，直流濾波器，等圖3-1典型近逆變側(cè)交直流混聯(lián)電網(wǎng)拓撲Fig.3-1Typicalinverter-sideHVAC/DChybridsystemtopology(a)不同工程(b)工程I1k~10kHz(c)工程I10k~50kHz(d)工程I50k~100kHz圖3-2逆變側(cè)交流母線頻率特性Fig.3-2FrequencycharacteristicsofACbusneartheinverter逆變側(cè)交流母線的雜散電容一般不超過1100pF，但邊界還包括一些額外設(shè)備，如，交流濾波器和無功補償裝置等。無功補償裝置中的高壓并聯(lián)電容器有含小阻尼電抗器和不含小阻尼電抗器兩種方式。小阻尼電抗器等效于幾個μF的電容，它比母線雜散電容大幾百倍。這些附加裝置增加了混合系統(tǒng)線路的邊界組成，進而改變逆變側(cè)交流母線的邊界特性�？傮w而言，LCC-HVDC近逆變側(cè)交流母線呈大電容特性，其行波頻段的阻抗約為0Ω，也即近逆變器側(cè)交流母線可等效于直接接地。圖3-2描繪了典型逆變側(cè)交流母線的阻抗-頻率特性，附錄2還展示了更多工程的測試結(jié)果�？梢�，對于10kHz以上的信號，母線系統(tǒng)表現(xiàn)出約0Ω的低阻抗特性（即圖3-3中Z2≈0），這與理論分析是一致的。


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