本科毕业设计_新型高压直流输电系统仿真研究

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1、新型高压直流输电系统仿真研究rmanceoftheVSC-HVDC.Keywords:VSC-HVDC;VSC;PWM;Controlstrategies;PSCADModeling新型高压直流输电系统仿真研究新型高压直流输电系统仿真研究目录1绪论11.1高压直流输电技术及其发展11.2新型高压直流输电技术的特点和应用领域21.3国内外研究现状31.4本文的研究意义41.5本文的主要工作52新型高压直流输电的基本原理62.1新型高压直流输电的系统结构62.2PWM脉宽调制的实现72.3新型高压直流输电系统的运行原理93新型高压直流输电的控制系统研究123.1新型高压直流输电的控

2、制系统基本结构123.2新型高压直流输电系统的基本控制方式133.3两端连接有源网络的VSC-HVDC系统稳态模型的建立143.4VSC换流站控制器的设计154基于PSCAD的VSC-HVDC系统仿真研究184.1VSC-HVDC仿真模型的建立184.2仿真结果及分析185结论26参考文献27致谢30新型高压直流输电系统仿真研究第32页共30页新型高压直流输电系统仿真研究1绪论……1.1高压直流输电技术及其发展高压直流输电…………….（HighVoltageDirectCurrentTransmission，HVDC）是以直流电流实现电能传输的输电方式。由于用电需求的增加，电力

3、系统规模日…益扩大，高压交流输电存在的稳定性和输电容量的限制也越加明显。相比交流输电系统，高压直流输电在经济性和技术性方面…有诸多优点，如线…路造价低、损耗小、线路输电能力强、…两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对…电网造成的影响小、…能有效节省输电走廊等等，因此直流输电在电力系统中得到了广泛应用。直流输电技术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海底直流电缆输电）…投入商业化运行，…之后，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日益完善，其可靠性不断提高，应用领域也进一步拓宽。世界范围内已

4、投运和正在建设的高压直流输电工程数量逐渐增多。交直流输电配合，将是现代电力传输系统的发展趋势。目前，世界上大多数直流输电工程均采用线换相电流源型换流器(LineCommutatedCurrentSourceConverter)…的传统直流输电方式，多用于远距离大容量输电及海底电缆输电等领域，其换流站使用的是晶闸管器件换流。虽然晶闸管具有耐压高、容量大的优点，但由于其关断不可控，…且开关频率也较低，所以基于晶闸管的传统高压直流输电技术本身存在一些固有缺陷，…主要表现在以下几个方面：（1）传统型高压直流输电的换流器必须由交流电网提供换相电流，当受电端交流系统没有足够的短路容量时容易

5、发生换相失败，所以传统直流输电不能向无源网络或弱网络输送电能；（2）传统型高压直流输电的换流站需要吸收大量的无功功率，其吸收无功的数值约为输送直流功率的50%~60%，因此还要安装大量的无功补偿装置，导致了换流站占地面积大，设备运行和维护复杂，…相应的工程投资也增加，且在无功功率过剩时还可能导致过电压。（3）传统型高压直流输电的换流装置会产生的大量的低次谐波，…因此需分别在交流侧和直流侧装设较大容量的交流滤波和直流滤波装置。第32页共30页新型高压直流输电系统仿真研究1.2新型高压直流输电技术的特点和应用领域新型高压直流输电技术（VSC-HVDC）的概念由加拿大McGiil大学

6、的Boon-TeckOoi等于1990年首次提出，其主要特点是采用可控关断的电力电子器件器件（如IGBT、IGCT、GTO等）…构成电…压源型换流器（VoltageSourceConverter，…VSC），并运用脉宽调制（PulseWidthModulation，…PWM）实现对换流站的控制。ABB公司在此基础上将VSC与IGBT相结合，提出了“HVDCLight”的概念，即“轻型直流输电”，并于1999年投入运行了世界第一个商业化的VSC-HVDC系统。由于新型高压直流输电技术有着卓越的可控性和灵活性，Siemens、Mitsubishi等公司以及国内外许多学者也对它展开了

7、研究和开发。西门子公司将其称之为“HVDCPlus”，国内很多专家将该技术命名为“柔性直流输电”（HVDC-Flexible）。为了与传统的直流输电相区别，本文称其为“新型高压直流输电”或“VSC-HVDC”。与传统采用线换相电流源换流装置的高压直流输电相比，新型高压直流输电有以下一些主要特点：（1）VSC电流可自关断，可工作于无源换流方式，无换相失败的问题，不需要交流电网提供换相电压，可向孤立负荷或无源网络送电。（2）控制灵活，可在其运行范围内同时、独立地控制有功功率和无功功率，甚至可以根