FCC-HVDC的典型故障响应特性研究

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1、FCC．HVDC的典型故障响应特性研究摘要传统高压直流输电系统中，由换流器产生的大量特征次谐波通过变压器的电磁感应原理从阀侧传递到网侧，给交流系统带来严重的谐波污染，同时也会增加变压器的损耗、振动等问题。FCC—HVDC输电系统换流变压器采用感应滤波技术，在换流变压器阀侧抑制特征次谐波的同时补偿无功功率，可以大大降低上述问题。由于在推进FCC工程化应用过程中仍有诸多技术问题需要研究，本文以FCC为研究对象，开展了如下几个方面的研究工作：(1)为了研究滤波换相换流器(FilterCommutatedConverter,Fee)单相接地故

2、障的响应特性，本文参考CIGRE直流输电标准测试模型LCC．HVDC，在不改变交流系统短路比和相应参数的前提下，结合FCC的接线特点，在PSCAD／EMTDC仿真软件中建立了采用FCC的直流输电测试模型FCC—HVDC；在FCC．HVDC和LCC．HVDC两种测试模型的基础上，对两种模型发生单相接地故障条件下，换流变压器的激磁特性及谐波特性进行了对比分析研究。(2)在分析了交流系统强度、交流系统稳态模型和控制模块功能的基础上，针对实际工程中常见的典型扰动和不同的交流系统强度(短路比)情况，对FCC—HVDC的功率传输和动态恢复特性进行

3、了仿真研究。仿真结果表明：FCC．HVDC可以有效提高直流输送容量，并且具有比较好的动态恢复特性。(3)本文结合FCC．HVDC的技术特点，提出了一种抑制谐波不稳定的新方法，该方法采用在阀侧绕组接入偶次非特征谐波滤波器的原理。文章分析了新方法的工作机理；建立了FCC．HVDC抑制谐波不稳定的仿真模型，对其进行仿真研究。仿真结果表明：该方法使FCC．HVDC输电系统具有良好的抑制谐波不稳定问题的优点。(4)利用FCC换流变压器的数学模型推导三相保护的动作方程及差动电流表达式，建立了变压器的三相保护模型，并从动作方程出发，对FCC．HVD

4、C换流变压器发生典型故障时二次谐波制动原理和磁通特性原理两种鉴别方法的动作特性进行了仿真分析。本文对FCC．HVDC单相接地故障的激磁特性和谐波特性、功率传输和动态恢复特性、谐波不稳定及换流变压器典型故障时的保护问题进行了系统与深入的研究，为其工程化应用奠定了坚实的基础。关键词：直流输电；滤波换相换流器；典型故障；谐波抑制；短路比；谐波不稳定；差动电流；II硕士学位论文ABSTRACTThecharacteristicharmonicsgeneratedfromtheconverterofthetraditionalHVDCsyste

5、mfluxfromthevalvesideofthetransformertOthelineside．Consequently,seriOIlSharmonicpollutionoftheACsystemisinduced，andtheproblemsoftransformerloss，noiseandreactivepowercompensationareoccurred．ButtheconvertertransforuleroftheFCC-HVDCadoptinginductivefilteringtheoryCansuppre

6、ssharmonicsandcompensatereactivepower．Sotheproblemsmentionedabovewillbeweakened．BecausetherearestillaseriesoftechnicalproblemstobesolvedaheadintheprocessofpromotingFCC’Sengineeringprototype．FromthepointofFilterCommutatedConverter,severalresearchworkCanbesummarizedinthis

7、thesis．(1)InordertOstudytheresponsecharacteristicsofFilterCommutatedConverter(FCC)withsingle-phaseearthfaulLinthepaper,referringtotheCIGREHVDCbenchmarktestingmodel(LCC—HVDC)，onthepremiseofnon-changingtheshortcircuitration(SCR)andsomeparameters，combiningtheconnectingfeat

8、uresofFCC，thenewtestingmodelbasedonFCC(FCC．HVDC)isestablishedinthePSCAD／EMTDC；basedthetwomodelsofLCC．HVDCandFC