高压特高压直流输电系统操作过电压特性研究

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1、硕士学位论文高压/特高压直流输电系统操作过电压特性研究作者姓名汪凤娇学科专业电力系统及其自动化指导教师李海锋副教授所在学院电力学院论文提交日期2015年6月StudyonoperatingovervoltagecharacteristicsofHVDCandUHVDCtransmissionsystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangFengjiaoSupervisor：A.Prof.LiHaifengSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China分类号：TM73学校代号：10561学号：201220110597华南理工大学硕士学位论文高压/特高压直流输电系统操作过电压特性研究作者姓名：汪凤娇指导教师姓名、职称：李海锋副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力系统及其自动化研究方向：高压直流输电与新型直流输电技术论文提交日期：2015年6月2日论文答辩日期：2015年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：房大中委员：武志刚王钢钟庆李海锋摘要高压/特高压直流输电技术有利于解决我国能源基地和负荷中心相

3、距甚远的现状，在我国得到了很大的发展。高压/特高压直流输电在电网互联、控制和调节以及线路走廊等方面均有突出优势，但与此同时对电网的运行也带了各种挑战，而过电压则是其中需要重点关注的问题之一。对高压和特高压电网而言，过电压不仅会影响电力设备的绝缘强度，而且关系到输电系统运行的安全性和可靠性。在直流输电系统中，操作过电压在换流站交流侧、直流侧和直流线路上均可能产生，是决定换流站避雷器保护水平的主要影响因素。由于直流输电系统的操作过电压受电压等级、换流站结构、输电线路结构等因素的影响，因此针对具有不同电压等级和线路结构的直流输电系统进行操作

4、过电压特性研究具有重要的理论和工程实用价值。本文首先基于PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件，搭建了可用于暂态过电压研究的±500kV单回和同塔双回高压直流输电系统以及±800kV单回特高压直流输电系统电磁暂态仿真模型，针对三种系统换流站内部典型操作过电压特性进行了仿真研究，分析比较了不同系统的操作过电压特性。基于相模变换的方法，对单回双极和同塔双回直流输电线路过电压特性进行了理论分析，推导了各模量在故障点的折反射系数，并结合单回双极和同塔双回直流输电线路的特点，分析比较了其线路过电压的形成机理和特点，最后结合不同系统直流输电线路在

5、贝瑞隆模型下的计算结果，对理论分析进行了验证。在理论分析的基础上，利用直流线路的频变参数模型对三种直流输电系统的线路过电压特性进行了仿真研究，并对线路过电压水平受线路长度、杆塔接地电阻、直流滤波器和线路避雷器等参数影响的灵敏性进行了分析，得到了不同电压等级和线路结构下直流线路过电压特性及变化规律。关键词：高压/特高压直流；操作过电压；金属氧化锌避雷器；同塔双回直流线路IABSTRACTHVDC/UHVDCtransmissiontechnologyisaneffectivemeasuretosolvethepresentsituati

6、onofChina:energybaseisfarawayfromloadcenter,soitexpandedquicklyinChina.HVDC/UHVDCtransmissionhasparticularadvantagesofpowergridinterconnectionandcontrolandregulationandlinecorridor,butatthesametimeitbringsallkindsofchallengesonthegrid'soperation,andtheovervoltageisoneof

7、thefocusissues.Forhighvoltageandultra-highvoltagepowergrid,overvoltagewillnotonlyaffecttheinsulationstrengthofpowerequipment,butalsorelatedtothesafetyandreliabilityofpowersystemoperation.TheoperatingovervoltageofDCtransmissionsystemmayoccurontheACsideandDCsideofconverte

8、rstationandtheDCline,itisthemainfactortodeterminetheprotectionleveloftheconverterarresters.Theoperatingovervol