计及波速变化的特高压直流输电线路故障测距方法
发布时间：2021-07-21 03:12
随着电力电子技术的发展进步,在我国电力供需地域分布不匹配的情况下,特高压直流输电因其经济、稳定、适用于电能的远距离大功率传输得到广泛应用。鉴于直流线路故障在特高压直流输电系统故障中占比很大,且直流线路过长,故障巡线难度很大,给线路故障清除带来诸多不便,此时,一种快速、准确的故障测距方案,对快速清除故障、恢复供电,保障电网运行的安全稳定意义深远。当前,直流输电线路故障测距方法主要有行波法、故障分析法和固有频率法。行波法测距精度高但抗过渡电阻能力较弱,故障分析法可靠性高但测距精度较低。固有频率法抗干扰能力较差,存在终端死区问题。截至目前,实际工程中普遍应用的仍为行波测距原理,故障分析法和固有频率法尚未得到实际应用。本文针对现有故障测距方法中存在的问题,所开展工作和取得的成果如下:（1）搭建了特高压直流输电系统仿真模型,验证了所搭建模型在正常和故障情况下的运行特性。本文以鲁固特高压直流输电系统现场工程参数为依据,在PSCAD中搭建了±800kV特高压直流输电系统仿真模型。验证了系统在正常运行情况下的电压电流和功率等关键指标参数是否达标,验证了系统在发生故障时电压电流及触发延迟角等的变化趋势能...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１鲁固直流输电系统结构简图??（１）换流变压器：该设备作用主要有变换电压等级，为换流变提供换相电??压，削弱故障电流，抑制进入直流系统的过电压，降低电网中因换流器引起的谐??
山东大学硕士学位论文??，＿?＾ｄ〇ｒ?ｃ〇ｓａ－（Ｕｄ０ｌｌ?ｃｏｓ＾，?＋＜７ｒｆ０，．２?ｃｏｓ／？，）?（２－５）??ｄ??ｎ?ｎ??通过图２．３和式（２－５）可以发现，直流电压和直流电流都是ａ、Ａ、爲、??＾。，．，和％。，．：这６个控制量的函数。所以，改变触发角及交流电压就能改变??系统的运行状态，其为直流调控的基本手段。直流系统采用分层控制模式，一??般自下而上分为阀控制、极控制和主控制三层。当特高压直流输电系统受端采??用分层结构时，由于每一极的受端都分别连接到不同的交流系统，高端和低端??的逆变器需要单独控制，因此逆变侧原来极控制层的功能需要放到下面的阀控??制层来实现。受端分层模式下，各控制层的功能如图２．８所示。??謇??厂?４?｜???，，?Ｊ???卜腿丨鹏???ｎ??逆变侧??＼?Ｗｄｅ＊??、－?｛?＾?？?整流側?１?：?，????：－：?，丨?丨??／?ｊ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?士?Ｉ??电？振荡阻尼?Ｉ设控制‘浓出法於电丨，??！?１?极控制？无?１??Ｉ?直流电流控制一－－＊．１?｜丨Ｉ?尤?Ｉ??￣￣５？＾￣Ｉ?关断佑控制一＾控＿?｜??？?直流电压控制－－？选择器?丨??Ｉ?｜?交流电压控制ｊ?一＾ｙｌ丨１?ｊ?Ｉ??Ｉ?一???????Ｉ?？??ｊ???Ｉ?ｉ?＾?．?１?｜Ｎ组控制：?Ｉ??Ｉ?丨Ｉ?直流电流控制一１?Ｉ??Ｉ?－Ｊ?，?ｉ?关断角控制．－控制角?Ｉ??Ｉ?１?１?ｉ??Ｉ?与換相电压同步控制?Ｉ??交财ｍｓｗ??ｉ??
?山东大学硕士学位论文???定黾ｉＥ调输出??Ｃ３Ｔ４１５§＞??处?逆变倒调节输Ｓ酸角??＾?Ｍａｘ?ｒ￣＜＾［Ａ〇ｌ］??Ａ?Ｕ￡１??ｉｎｖｅｒｔｅｒ?Ａｌｐｈａ?Ｏｒｄｅｒ??定痛调１５输出??（ｄ）逆变侧控制输出方式??图２．９控制系统建模??２．３鲁固直流输电系统建模准确性验证??验证鲁固直流输电系统仿真模型的准确性。验证指标有以下几个方面：双极??全压正送功率为１００００ＭＷ；正极和负极的额定直流电压为±８００ｋＶ；正极和负极??的额定直流电流为６．２５ｋＶ；逆变侧熄弧超前角Ｙ额定值为１８°。对搭建好的鲁固??直流模型进行仿真，仿真时长设定为ｌｓ，仿真结果如下所示。??１．２ｋ－，Ｖ（ｋＶ）?８〇?｜（ｋＡ）??１．０ｋ?－?７．０?－?ｉ．??：Ｉ??〇－４Ｋ－?Ｌｆ?３＊°－?Ｖ??〇－?ｙ?：：：：??０．０?－■＿｝?０．０?１??？０．２ｋ?－?ｔ?（ｓ）?－１０??，?，?，?，?，?，?，?，?，?１Ｍ，??ｏ．ｆｅ?ＳＳ?５３５?５１５?＾?ｒ〇〇?０?００?°－１０?°－２０?°－３０?０５０?０６０?°－７０?°－８０?０９０?１?００??（ａ）正极整流侧直流电压?（ｂ）正极整流侧直流电流??１．执．ｖ（ｋＶ）?８＿０?ｉ?Ｉ?（认）??７０＇?ｉ???６．。－?ｌ＼?ｙ—???。仳．?５０．?；１??０?６ｋ－?ｊｒ?４．０?－?Ｉ?ｌ?／??〇？■?３．０．丨１Ｖ’??－?１??＾——＾——＾——＾－ｄ?．．ｉｏ?０．＾０?０．３０?０■；０?０．Ｓ０?０．Ｓ０?０
【参考文献】：
期刊论文
[1]扎鲁特—青州特高压直流输电工程投运后东北电网的稳定特性及控制措施研究[J]. 于强,孙华东,仲悟之,顾卓远,贾俊川,易俊. 电网技术. 2018(07)
[2]高压直流输电线路故障测距研究综述[J]. 杨林,王宾,董新洲. 电力系统自动化. 2018(08)
[3]基于行波瞬时频率的高压直流输电线路故障测距方法[J]. 段建东,刘静,陆海龙,赵召. 中国电机工程学报. 2016(07)
[4]高压直流输电线路单端故障测距组合算法[J]. 李博雅,杨耀,杨立红. 电力系统保护与控制. 2014(03)
[5]国家电网发展模式研究[J]. 刘振亚,张启平. 中国电机工程学报. 2013(07)
[6]高压直流输电线路继电保护技术综述[J]. 宋国兵,高淑萍,蔡新雷,张健康,饶菁,索南加乐. 电力系统自动化. 2012(22)
[7]基于行波固有频率的高压直流输电线路故障定位[J]. 廖凯,何正友,李小鹏. 电力系统自动化. 2013(03)
[8]基于快速平稳小波变换的特征提取方法分析fMRI数据[J]. 支联合,谭素敏,支羽光. 中国生物医学工程学报. 2012(04)
[9]高压直流输电技术现状及发展前景[J]. 梁旭明,张平,常勇. 电网技术. 2012(04)
[10]利用电流固有频率的VSC-HVDC直流输电线路故障定位[J]. 蔡新雷,宋国兵,高淑萍,索南加乐,李广. 中国电机工程学报. 2011(28)
博士论文
[1]高压直流输电系统线路保护、故障重启及故障测距方法的研究[D]. 张烁.天津大学 2014
[2]高压直流输电线路保护与故障测距原理研究[D]. 邢鲁华.山东大学 2014
硕士论文
[1]800kV特高压直流输电系统次同步振荡仿真分析与抑制方法研究[D]. 程驰.兰州理工大学 2019
[2]基于PSCAD的宁东直流输电系统建模与仿真分析[D]. 赵向磊.山东大学 2014
本文编号：3294187
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１鲁固直流输电系统结构简图??（１）换流变压器：该设备作用主要有变换电压等级，为换流变提供换相电??压，削弱故障电流，抑制进入直流系统的过电压，降低电网中因换流器引起的谐??
山东大学硕士学位论文??，＿?＾ｄ〇ｒ?ｃ〇ｓａ－（Ｕｄ０ｌｌ?ｃｏｓ＾，?＋＜７ｒｆ０，．２?ｃｏｓ／？，）?（２－５）??ｄ??ｎ?ｎ??通过图２．３和式（２－５）可以发现，直流电压和直流电流都是ａ、Ａ、爲、??＾。，．，和％。，．：这６个控制量的函数。所以，改变触发角及交流电压就能改变??系统的运行状态，其为直流调控的基本手段。直流系统采用分层控制模式，一??般自下而上分为阀控制、极控制和主控制三层。当特高压直流输电系统受端采??用分层结构时，由于每一极的受端都分别连接到不同的交流系统，高端和低端??的逆变器需要单独控制，因此逆变侧原来极控制层的功能需要放到下面的阀控??制层来实现。受端分层模式下，各控制层的功能如图２．８所示。??謇??厂?４?｜???，，?Ｊ???卜腿丨鹏???ｎ??逆变侧??＼?Ｗｄｅ＊??、－?｛?＾?？?整流側?１?：?，????：－：?，丨?丨??／?ｊ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?士?Ｉ??电？振荡阻尼?Ｉ设控制‘浓出法於电丨，??！?１?极控制？无?１??Ｉ?直流电流控制一－－＊．１?｜丨Ｉ?尤?Ｉ??￣￣５？＾￣Ｉ?关断佑控制一＾控＿?｜??？?直流电压控制－－？选择器?丨??Ｉ?｜?交流电压控制ｊ?一＾ｙｌ丨１?ｊ?Ｉ??Ｉ?一???????Ｉ?？??ｊ???Ｉ?ｉ?＾?．?１?｜Ｎ组控制：?Ｉ??Ｉ?丨Ｉ?直流电流控制一１?Ｉ??Ｉ?－Ｊ?，?ｉ?关断角控制．－控制角?Ｉ??Ｉ?１?１?ｉ??Ｉ?与換相电压同步控制?Ｉ??交财ｍｓｗ??ｉ??
?山东大学硕士学位论文???定黾ｉＥ调输出??Ｃ３Ｔ４１５§＞??处?逆变倒调节输Ｓ酸角??＾?Ｍａｘ?ｒ￣＜＾［Ａ〇ｌ］??Ａ?Ｕ￡１??ｉｎｖｅｒｔｅｒ?Ａｌｐｈａ?Ｏｒｄｅｒ??定痛调１５输出??（ｄ）逆变侧控制输出方式??图２．９控制系统建模??２．３鲁固直流输电系统建模准确性验证??验证鲁固直流输电系统仿真模型的准确性。验证指标有以下几个方面：双极??全压正送功率为１００００ＭＷ；正极和负极的额定直流电压为±８００ｋＶ；正极和负极??的额定直流电流为６．２５ｋＶ；逆变侧熄弧超前角Ｙ额定值为１８°。对搭建好的鲁固??直流模型进行仿真，仿真时长设定为ｌｓ，仿真结果如下所示。??１．２ｋ－，Ｖ（ｋＶ）?８〇?｜（ｋＡ）??１．０ｋ?－?７．０?－?ｉ．??：Ｉ??〇－４Ｋ－?Ｌｆ?３＊°－?Ｖ??〇－?ｙ?：：：：??０．０?－■＿｝?０．０?１??？０．２ｋ?－?ｔ?（ｓ）?－１０??，?，?，?，?，?，?，?，?，?１Ｍ，??ｏ．ｆｅ?ＳＳ?５３５?５１５?＾?ｒ〇〇?０?００?°－１０?°－２０?°－３０?０５０?０６０?°－７０?°－８０?０９０?１?００??（ａ）正极整流侧直流电压?（ｂ）正极整流侧直流电流??１．执．ｖ（ｋＶ）?８＿０?ｉ?Ｉ?（认）??７０＇?ｉ???６．。－?ｌ＼?ｙ—???。仳．?５０．?；１??０?６ｋ－?ｊｒ?４．０?－?Ｉ?ｌ?／??〇？■?３．０．丨１Ｖ’??－?１??＾——＾——＾——＾－ｄ?．．ｉｏ?０．＾０?０．３０?０■；０?０．Ｓ０?０．Ｓ０?０
【参考文献】：
期刊论文
[1]扎鲁特—青州特高压直流输电工程投运后东北电网的稳定特性及控制措施研究[J]. 于强,孙华东,仲悟之,顾卓远,贾俊川,易俊. 电网技术. 2018(07)
[2]高压直流输电线路故障测距研究综述[J]. 杨林,王宾,董新洲. 电力系统自动化. 2018(08)
[3]基于行波瞬时频率的高压直流输电线路故障测距方法[J]. 段建东,刘静,陆海龙,赵召. 中国电机工程学报. 2016(07)
[4]高压直流输电线路单端故障测距组合算法[J]. 李博雅,杨耀,杨立红. 电力系统保护与控制. 2014(03)
[5]国家电网发展模式研究[J]. 刘振亚,张启平. 中国电机工程学报. 2013(07)
[6]高压直流输电线路继电保护技术综述[J]. 宋国兵,高淑萍,蔡新雷,张健康,饶菁,索南加乐. 电力系统自动化. 2012(22)
[7]基于行波固有频率的高压直流输电线路故障定位[J]. 廖凯,何正友,李小鹏. 电力系统自动化. 2013(03)
[8]基于快速平稳小波变换的特征提取方法分析fMRI数据[J]. 支联合,谭素敏,支羽光. 中国生物医学工程学报. 2012(04)
[9]高压直流输电技术现状及发展前景[J]. 梁旭明,张平,常勇. 电网技术. 2012(04)
[10]利用电流固有频率的VSC-HVDC直流输电线路故障定位[J]. 蔡新雷,宋国兵,高淑萍,索南加乐,李广. 中国电机工程学报. 2011(28)
博士论文
[1]高压直流输电系统线路保护、故障重启及故障测距方法的研究[D]. 张烁.天津大学 2014
[2]高压直流输电线路保护与故障测距原理研究[D]. 邢鲁华.山东大学 2014
硕士论文
[1]800kV特高压直流输电系统次同步振荡仿真分析与抑制方法研究[D]. 程驰.兰州理工大学 2019
[2]基于PSCAD的宁东直流输电系统建模与仿真分析[D]. 赵向磊.山东大学 2014
本文编号：3294187
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