vsc-hvdc系统典型故障仿真与分析

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1、分类号TM72L1学号1207210708西姿走疚科秋太營学位论文VSC-HVDC系统典型故障仿真与分析作者王娟销_________指导教师姓名董建园副教授申请学位级别硕士专业名称机械电子工程论文提交日期2015,06论文答辩日期2015.06,03毕业授予单位备姿攻氟噼裁太營__________轉••答辩委员会主席宋国兵评阅人宋国兵声明本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中己经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用

2、途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：王式

3、方

4、曰期A丨5,%J关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，g卩：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。(保密的论文在论文解密后应遵守此规定）论文作者签名：至女

5、

6、戈

7、指导教师签名曰期：2〇丨!T.本人授权中国学术期刊

8、（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在V—年/□两年/□三年以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）论文作者签名:指导教师签名:日肌丨丨西安建筑科技大学硕士学位论文VSC-HVDC系统典型故障仿真与分析学科专业：机械电子工程硕士生：王娟娟指导教师：董建园副教授摘要柔性直流输电系统采用全控型开关器件，这使得电压源换流器电流能够实现自关断，因此柔性直流输电系统不需要交流系统提供换相电压，更适合连接弱交流电网，受

9、端系统可以是远距离孤立负荷或无源网络。柔性直流输电较常规直流输电相比还具有模块化程度较高、可以实现有功无功独立控制、换流站占地面积小等优点。柔性直流输电系统由于其自身的优势势必成为未来输配电系统中一个不可或缺的重要组成部分，在风力发电、太阳能发电等新能源发电技术上，柔性直流输电也将成为必不可少的输电手段。VSC-HVDC系统由换流站、交流系统和直流输电线路三大部分构成，其中任何一部分发生故障，都有可能影响到整个柔性直流输电系统运行的可靠性和有关设备的安全，使换流阀遭受过电压或过电流等异常危害。换流器是VSC-HVDC系统中关键且昂贵的元件，它的每个桥臂都是有若

10、干个大功率全控组件串并联组成，是装置中的重点保护对象，如何提高系统的可靠性和安全性成为目前需要解决的问题，本文主要针对柔性直流输电系统中一些典型的故障进行仿真，为柔性直流输电系统的故障诊断以及制定合理的故障保护策略提供理论依据。本文通过研究两端柔性直流输电系统的总体结构，建立了VSC-HVDC系统两相旋转坐标系d-q下的数学模型。设计VSC-HVDC系统的控制策略并搭建柔性直流输电系统的仿真模型。1.模拟了换流站内部交流侧单相接地短路、相间短路故障。在内部交流母线故障期间，直流侧正负极电容会通过导通的故障相换流阀和故障点形成放电通路，导致直流电压下降。非故障相

11、桥臂导通时会对直流电容充电，直流电压上升。故障期间这两种现象交替出现。2.模拟了换流站内部直流侧出口短路故障。故障时一方面直流电容放电使直流侧电压为零，另一方面故障点和换流站导通的上下两桥臂形成电流通路，直流侧功率的传输西安建筑科技大学硕士学位论文被中断。3.模拟换流阀短路故障。整流侧阀短路故障时将会交替出现两相短路、三相短路和直流侧短接现象。4.模拟换流阀开路故障。电路的拓扑结构发生变化，故障相电流的正半周或负半周被削去，三相电流出现直流分量。5.模拟VSC-HVDC系统直流线路断线、单极接地、双极短路故障情况。最后对各种不同故障情况下系统响应进行分析，描述

12、其故障特征，对故障发生过程中电压和电流应力变化规律进行研究。关键词：柔性直流输电系统；换流阀开路故障；换流阀短路故障；故障特性西安建筑科技大学硕士学位论文SimulationandAnalysisofVSC-HVDCSystemFailureSpecialty:MechanicalandElectronicEngineeringPostgraduate:WangJuanjuanSupervisor:ViceProf.DongJianyuanABSTRACTVSC-HVDCsystemadoptsIGBT,whichmakestheVSCcanrealizese

13、lfturnoff,soVSC-HVD