孤岛柔直送出系统换流站裕度设计及控制策略研究

发布时间：2023-03-07 21:24

　　大力发展清洁能源替代化石能源,建立安全高效的能源体系,不仅是能源发展的本质要求,也是能源领域供给侧结构性改革的中心工作。近年来,新能源发展迅速,柔性直流输电技术因其独特的优势获得广泛关注。然而由于我国新能源的分布特点,大多处于电网末端,新能源所发出的电力外送缺乏足够的交流电压支撑。这种情况下换流站无法控制流入的功率,而柔直电网具有低惯量、弱阻尼特点,故障发展速度快,在新能源切机指令执行时,可能已引发了连锁故障,导致整个柔直系统崩溃。本文聚焦于孤岛柔直送出系统场景,对系统中直流侧的故障特性进行了研究,并对现有的送出拓扑结构进行了优化,提出了适用于多点嵌入拓扑的控制策略,可实现换流站的故障穿越。论文的主要研究内容如下:(1)研究了柔直换流站的直流侧故障特性。针对受端换流站闭锁,推导了直流电压的表达式,解释了其动态过程,提取了影响直流电压的关键因素,并反推了达到保护定值所需的子模块电容值大小。针对送端换流站闭锁,做出了合理的假设,模拟了定直流电压换流站功率调节的速率,求得了桥臂电流的解析解,得到了桥臂电流的变化取决于直流电流的变化速度,提高电容大小和电感大小对延缓直流电流上升速度影响较小的研...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 柔直系统故障机理研究
        1.2.2 孤岛柔直送出系统控制策略研究
        1.2.3 子模块主参数配合及换流站裕度设计
    1.3 论文主要工作
第2章 柔性直流输电系统数学模型
    2.1 引言
    2.2 MMC拓扑结构及数学模型
    2.3 MMC基本控制策略和调制策略
        2.3.1 直接电压控制
        2.3.2 间接电压控制
        2.3.3 最近电平逼近调制
    2.4 MMC电磁暂态建模方法
    2.5 本章小结
第3章 孤岛柔直电网直流侧故障特性
    3.1 引言
    3.2 柔直电网直流侧换流站故障特性分析
        3.2.1 受端换流站闭锁
        3.2.2 送端换流站单极闭锁
        3.2.3 仿真分析
    3.3 金属回线故障特性分析
        3.3.1 金属回线短路
        3.3.2 金属回线开路
        3.3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 多点嵌入型孤岛柔直电网控制策略
    4.1 引言
    4.2 柔直电网裕度设计
        4.2.1 单点嵌入场景裕度设计
        4.2.2 多点嵌入型裕度设计
    4.3 多点嵌入型控制策略
        4.3.1 送端故障控制策略
        4.3.2 仿真分析
        4.3.3 受端故障控制策略
        4.3.4 仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3757912