多馈入直流输电系统换相失败研究

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1、分类号学号M201271152学科代码10487密级硕士学位论文多馈入直流输电系统换相失败研究学位申请人：肖浩学科专业：电气工程指导教师：段献忠教授李银红副教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonCommutationFailureinMulti-InfeedHVDCSystemsCandidate:XiaoHaoM

2、ajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.DuanXianzhongAssoc.Prof.LiYinhongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei，430074，P.R.ChinaMay，2015独创性声明本人声明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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献

3、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：

4、指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要换相失败是高压直流输电系统的常见故障，会导致直流设备承受过应力、输送功率减少以及逆变侧交流系统过电压等问题。随着高压直流输电技术的快速发展以及“西电东送”和“全国联网”能源战略的实施，受端落点于同一交流系统的多馈入直流输电系统已经在华东电网和南方电网中形成。多馈入直流输电系统结构可以将整体传输的容量增大和直流回路运行方式的灵活性增加，同时也使得交直流系统之间和直流系统之间的交互作用加强，导致换相失败的问题更加复杂。因此对于多馈入直流系

5、统换相失败研究具有重要的现实意义。在介绍6脉动晶闸管型逆变器基本工作原理的基础上，分析了其换相失败的产生机理。基于PSCAD/EMTDC中CIGRE直流输电标准模型搭建了双馈入直流输电系统，并结合换相失败免疫因子(commutationfailureimmunityindex，CFII)指标，分析了交流系统参数、直流系统参数和控制器参数对逆变器换相失败的影响，得出了在多馈入直流系统中各种因素影响逆变器发生换相失败的一般规律。提出了一种量化多馈入直流系统换相失败免疫水平的高效通用化方法。基于最小熄弧角

6、判断标准，推导了多馈入直流输电系统中当地换相失败免疫因子(localcommutationfailureimmunityindex，LCFII)和同时换相失败免疫因子(concurrentcommutationfailureimmunityindex，CCFII)的解析表达式。同时为了进一步研究多馈入直流系统换流器间交互作用对同时换相失败的影响，定义了弱耦合多馈入交互作用因子(weakcouplingmulti-infeedinactionfactor，WCMIIF)指标。基于CIGRE直流输电标准

7、模型搭建了双馈入直流输电系统，仿真结果验证了表达式和所提指标的有效性和准确性。将交流线路故障点视为广义节点，并基于广义节点阻抗矩阵定义了电压关联因子(voltagecorrelationfactor，VCF)，根据最小熄弧角标准推导了临界电压关联因子指标(criticalvoltagecorrelationfactor，CVCF)的解析表达式,通过此指标可以有效地表征直流系统抵御换相失败的能力。从理论上推导出交流线路故障位置差异性对于I华中科技大学硕士学位论文电压关联因子影响的表达式,并由此提出了一

8、种影响多馈入直流系统换相失败的电网薄弱区域快速识别方法。南方电网多馈入直流系统算例的分析结果表明了所提指标的有效性以及电网薄弱区域快速识别方法的实用性。关键词：多馈入直流输电系统；换相失败；换相失败免疫因子；有效短路比；多馈入交互作用因子；换相失败关联域；薄弱区域识别；II华中科技大学硕士学位论文AbstractCommutationfailreisaveryfrequentfaultinHVDCtransmissionsystem，whichcancauseissu