特高压LCC-MTDC电磁暂态特性仿真研究

发布时间：2020-06-22 16:28

【摘要】：发展特高压多端直流输电技术对于实现区域电网的互联互通、与周边国家的电力能源合作具有重要的意义。与特高压两端直流输电系统相比,多个换流站间互联拓扑将导致多端系统电磁暂态特性产生变化,为了保证系统的安全稳定运行,有必要对多端直流输电系统的电磁暂态特性进行仿真研究。本文以特高压四端直流输电系统为研究对象,对多端系统控制策略、电磁暂态特性及故障开断对系统过电压的影响开展了深入的研究。基于电流裕度控制原理和开环型关断角控制理论,本文建立了包含协调控制层、极控制层和阀控制层的特高压四端直流输电电磁暂态仿真分层控制模型,实现了四端换流站的起停和稳态过程切换协调控制,通过与±800kV晋北-南京直流工程调试波形对比,验证了极控制模型的准确性,为系统过电压特性的研究奠定了基础。仿真获得了特高压四端直流输电系统在换流站故障和直流线路故障等典型工况下关键节点过电压水平和避雷器动作特性,与两端系统相比,主设备过电压水平基本一致。获得了四端环网型分支线路过电压沿线分布特征,导致过电压最严重的故障点位于连接两整流站的直流架空线路中点。通过与两端系统的对比表明,相同的一条线路发生接地故障时,四端系统最大过电压幅值较两端系统更高。研究了特高压四端直流输电系统中混合式直流断路器切除线路故障对系统电磁暂态特性的影响,获得了断路器不同限流电感和动作时间下非故障极线路最大缓波前过电压特性。仿真结果表明当加入限流电感使得换流站端部阻抗呈感性时,断路器在特定时间内切除故障能有效抑制过电压。本文的研究工作可为特高压多端直流输电系统过电压水平抑制与绝缘配合设计提供参考。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM721.1
【图文】：

示意图,四端,数值仿真,子模块

Σ+1sT1K2K3K4K+-++-++--order I+ +图 2-7 并联型多端系统单极电流协调控制器原理图制策略和协调控制原理，本文在电磁暂态仿真软件 P真子模块，对应图 2-7 的接口示意图如图 2-8 所示。系统传输到各个换流站的极控制，极控制根据电流指制。

仿真波形,仿真波形,停运,换流站

华中科技大学硕士学位论文置在 t=2.0s 时开始停运过程，协调控制器首先对各个换流站发出降电流指令，0.2s 后各站直流电流降至最小，此时将两个整流站的触发角移相至 164°，直流电流置零，电压控制站 I1 控制多端系统直流电压下降，在直流电压下降完成后闭锁系统内的整流站和逆变站。分步停运：四端系统的分步停运可先停运 1~2 换流站，最后按照两端停运顺序完成整个系统的停运。仿真中在 t=1.5s 时刻发出对 R2 和 I2 的停运命令，0.2s 后完成将电流过程，0.05s 延时后闭锁 R2 和 I2；t=2.0s 发出对剩下两换流站的停运指令，两端系统降功率并移相闭锁。

【参考文献】