直流换流器在交流故障下的响应与直流差动保护动作特性分析

发布时间：2017-12-17 14:25

  本文关键词：直流换流器在交流故障下的响应与直流差动保护动作特性分析

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【摘要】：随着近年来直流输电工程的不断投产和使用,交直流互联大电网已经在我国及世界范围内形成,特别是南方电网的“八交八直”格局,成为目前世界上最复杂的交直流电力系统。在这样的背景下,交直流相互作用及其对电网构成的新约束值得关注。直流换流器在交流故障下的响应是交直流相互作用的主要表现形式之一,交流故障可能给直流系统的正常运行造成困扰。本文针对直流换流器在交流故障下的响应特性展开详细研究,为电网应对交直流相互作用带来的挑战提供理论基础,有利于交直流互联电网的安全稳定运行。本文首先全面分析了整流侧、逆变侧换流器在本侧交流故障下的响应过程,并将其划分为直接响应和间接响应途径,其中交流故障包括交流连接线故障和交流系统故障两种。进而针对交流故障引发换相失败和换流器差动保护动作两大问题展开研究。分析了逆变侧交流故障引发换相失败的机理和影响因素;梳理了常见换流器差动保护的类型和原理,定性分析了这些保护在整流侧和逆变侧故障下的响应情况,作为后续分析的基础。进一步地,本文提出同时计及换相电压幅值和相位变化的熄弧角判据,指出以此为基础的换相失败评估方法全面考虑了影响换相失败的因素。分别基于单直流带交流环网和实际复杂交直流互联电网模型,通过与PSCAD/EMTDC、BPA仿真结果的对比,验证了该方法的准确性和实用性。最后,本文针对换流器直流差动保护在交流连接线故障下的误动问题展开研究。梳理了该保护的故障覆盖范围和功能定位,指出其选择性的不足。以实际高压直流输电工程模型参数为背景,基于对阀过程和电流通路的分析,解析得到不同故障下保护固有动作特性对应的特征量边界,并进一步考虑直流控制的作用。分析了提升直流差动保护动作选择性的策略,提出引入换流器交流侧电气量的辅助判据,从原理上解决保护的选择性问题,实际高压直流输电工程的仿真算例验证了该辅助判据的有效性。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46;TM773

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本文编号：1300459