柔性直流换流系统建模与雷电过电压计算

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3、性直流换流系统建模与雷电过电压计算硕士研究生：郑陈达导师：孙海峰副教授申请学位：工程硕士专业领域：电气工程培养方式：全日制所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TM863U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreeVSC-HVDCConverterSystemModelingandLightningOver-voltageCalculationCandidate：ZhengChendaSupervisor：Ass.Prof.SunHaifengSchool：SchoolofElect

4、ricalandElectronicEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity摘要摘要分布式电源、可再生能源以及智能电网的迅速发展正日益成为当今电网发展的新趋势，这也使得柔性直流输电技术有了更加广阔的应用前景。本文依托的项目有国家自然科学基金项目“柔性直流换流系统宽频建模及电磁骚扰特性的研究”(51207054)以及中央高校基金项目“柔性直流换流阀系统宽频建模及其应用”(13MS75)。本项目提出了基于点对点阻抗模型对柔性直流换

5、流系统进行雷电过电压分析的新方法，难点是三相设备宽频模型的测量以及建模，采用了脉冲响应测量法结合矢量匹配、递归卷积等数学方法建立并分析了换流系统的雷电过电压响应，取得的成果有:(1)完善了点对点阻抗模型，改善了该方法存在的测量结果不准确，测量步骤较为繁琐等问题。(2)通过对实际设备的建模验证了该方法所建立的宽频模型的可准确性。(3)建立起柔性直流换流系统宽频模型，对雷电波作用下系统内部电压响应进行了分析。提出了新的三相设备宽频模型的建立方法，进而建立了滤波器、电抗器、变压器乃至整个柔性直流换流系统交流部分的宽频模型。通过脉冲响应法测量得到设备的时域测量数据，经时频变换以及相应的矩

6、阵计算后得到设备宽频模型中各支路的频域参数，建立起用于过电压计算的设备宽频模型；由矢量匹配法拟合得到设备电压传递特性的有理函数，最后通过递归卷积计算得到时域电压响应。对比模型仿真与实验结果，证明了该模型能够准确地反映出三相设备过电压的传导特性。对于系统交流部分整体而言，由各设备宽频模型组成的交流部分宽频模型同样能够较为准确的反映出其内部各关键点在雷电波作用下的电压响应波形。文章最后根据实验数据分析了当换流系统相间遭受雷电波入侵的情况下，换流阀以及各关键设备上可能承受的电压波形；并借助换流系统交流部分的宽频模型初步计算分析了交流部分可能存在的谐振点以及遭受雷电截波作用下的过电压响应

7、。关键词：柔性直流输电；宽频模型；矢量匹配法；递归卷积；雷电过电压I华北电力大学硕士学位论文AbstractDistributedpower,renewableenergy,aswellastherapiddevelopmentofsmartgridisbecominganewtrendintoday'sgriddevelopment,whichalsomakesVSC-HVDCtechnologymoreapplicationprospects.Inthispaper,theA