本科毕业设计_传统高压直流输电系统仿真研究

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1、传统高压直流输电系统仿真研究eal-timesimulation;accompaniedmodelofthefilter;converterfiringcontrol,PSCADModeling传统高压直流输电系统仿真研究目录1绪论11.1高压直流输电技术的概况及其发展11.2国内外高压直流输电仿真研究现状21.3选题背景及意义31.4论文的主要研究内容42高压直流输电系统的基本原理52.1高压直流输电系统的主要设备52.2换流器理论62.2.1换流器的基本电路62.2.2整流器的基本工作原理72.2

2、.3逆变器的基本工作原理82.3高压直流输电系统基本控制原理及特性92.3.1高压直流输电系统的基本控制原理92.3.2控制特性103高压直流输电系统的仿真133.1滤波器模型133.2换流器模块143.2.1直流电流控制143.2.2直流电压控制153.3极控制174仿真实验及结果分析194.1HVDC仿真模型的建立194.2仿真结果及分析195总结25参考文献26传统高压直流输电系统仿真研究致谢28传统高压直流输电系统仿真研究1绪论1.1高压直流输电技术的概况及发展高压直流输电(HighVolta

3、geDirectCurrent,HVDC)是电力电子技术应用中最为重要和传统，同时也是发展最为活跃的重要领域之一。高压直流输电是一种以直流电流来实现电能传输的输电方式。电力科学发展也是由直流电的认识和应用开始的，由于电力系统的规模日益扩大，高压直流输电系统（HighVoltageDirectCurrentTransmission）存在的稳定性以及输电容量的限制也愈加明显。同交流输电系统相比较，高压直流输电在技术性能、可靠性以及经济性等方面有诸多优点，比如损耗小、线路造价低、线路输电能力强、发生对电网造

4、成的不良影响较小、两侧交流系统不需要同步运行、有效节省输电走廊等等。直流输电的诸多优点，逐渐使其成为各个国家跨区电网中的重要骨架结构，在电力系统中得到了广泛的应用。随着晶闸管的出现以及应用，高压直流输电更加具有吸引力。直流输电技术从20世纪30年代开始发展，1954年，世界上第一个直流输电工程（瑞典大陆至哥特兰岛的20MW、100kV的海底直流电缆输电）投入工业化运行，第一个采用晶闸管的HVDC系统是1972年建立的连接加拿大新不伦瑞克省和魁北克省的一个320MW背靠背的直流输电系统，即依尔河系统。晶

5、闸管已经成为直流换流站的标准设备。随着电力电子技术和控制理论的不断发展，高压直流输电技术也在日益完善，可靠性也不断提高，应用领域也进一步拓展。由于交流输电相较于直流输电发展的局限性，直流输电重新被人们所重视，世界范围内已经投入运行和正在建设的高压直流输电工程越来越多，交直流输电的配合，将是现代电力传输系统的发展趋势。目前世界上多数直流输电工程都采用的是线环相电流源换流器（LineCommutatedCurrentSourceConverter）的传统直流输电方式，充分利用了晶闸管耐高压、容量大等优势，

6、但是由于其关断不可控，因此传统直流输电输电技术本身也存在一些固有缺陷，主要表现如下：28第页共28页传统高压直流输电系统仿真研究(1)传统型高压直流输电要吸收大量的无功功率，换流站吸收无功数值约为输送直流功率的50~60%，因此需要大量的无功补偿以及滤波装置，导致了换流站的占地面积增大，相应工程投资增加，并且无功功率过剩时还有可能导致过电压。(2)传统型高压直流输电的换流装置产生的谐波次数低，需要较大容量的滤波装置。(3)传统型高压直流输电的换流器是采用半控型器件，必须由交流电网提供换相电流，当受端电

7、网较弱时便容易发生换相失败，因此传统直流输电不能够向无源网络输送电能。1.2国内外高压直流输电仿真研究现状电力系统的科学实验以及研究几乎都需要用到仿真技术，目前国际上对高压直流输电的研究热点主要包括如何提高输电容量、降低输电损耗，如何保证高压直流输电系统的安全稳定运行，HVDC对于交流电网的支持与交直流系统相互影响，HVDC在新领域的应用以及高压直流输电系统对环境的影响等方面。随着计算机技术的飞速发展为电力系统仿真技术的发展奠定了坚实的基础，使得电力系统中的高压直流输电系统的仿真研究也得到了更快的发展

8、。文献[1]综述了高压直流输电系统能够独立快速的控制有功功率和无功功率的优越特性，通过MATLAB仿真结果说明了运用HVDC互联两个异步弱联的交流系统可以提高交流输电系统的系能和电能质量。文献[2]综述了高压直流输电系统的技术特点和应用领域，分析说明了代表性工程选择VSC-HVDC输电的原因。文献[3]通过对比交流输电线路，从高压直流输电在取代架空输电线路、取代本地发电厂、用于向远距离负荷供电以及用于非同步运行系统的互联等方面说明高压直流输电对环境的影响