多馈入直流输电系统换相失败研究

发布时间：2017-08-04 22:25

  本文关键词：多馈入直流输电系统换相失败研究

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【摘要】：我国华东电网和南方电网目前已形成多馈入直流输电系统,多馈入系统间的相互作用特性对整个交直流混联系统的安全稳定运行有很大影响。换相失败是多馈入系统不可避免的问题,交流系统故障可能会导致一条或多条直流系统发生换向失败,严重情况下直流功率传输中断,影响电网安全稳定运行。因此有必要针对多馈入直流输电系统换相失败机理和特性进行深入分析,并为避免多条直流系统同时换相失败提出可行的解决方案。首先,分析了直流输电系统中换相失败的原理,提出了多馈入直流输电系统内同时或相继换相失败中潜在的异常换相失败现象；利用连续仿真方法,分析了因本地换流母线不同故障水平而导致远端逆变器换相失败可能性的不同,并分析了不同交流系统强度和不同耦合阻抗下异常换相失败情况。通过3种典型故障水平下换流母线电压波形的对比分析,并对故障后1个周期内B相电压进行傅里叶分析,得出3种故障水平下的直流分量及谐波情况,进而提出异常换相失败现象发生的根本原因是故障后电压波形中含有较大的直流分量和低次谐波。通过分析多种故障水平下直流分量、谐波含量以及电压幅值下降特点,提出电压和谐波失真参考量,用于判断异常换相失败的严重程度。其次,为解决多馈入直流输电系统同时、连续和异常换相失败问题,提出一种基于图论理论的故障限流器安装方法。将交流电网抽象为图G,图G的顶点集V由各母线组成,边集E由各交流线路组成。用ω1和ω2分别表示潮流模的相对值和该条边的编号,并作为图G每条边的两个权；对ω1进行排序,将安装故障限流器安装在ω1大于1的边上。以逆变侧γ角为换相失败判断判断标准,利用PSCAD中的多重仿真工具Multiple Run,逐步寻优,确定最少限流器安装台数的组合。在接入两条直流系统的IEEE14节点电网中应用该方法后,可有效实现故障隔离以及电网的分块分区,避免多馈入系统发生同时换相失败,验证了故障限流器安装方法的有效性。
【关键词】：多馈入 直流输电 换相失败 异常 故障分区
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 选题背景和研究意义11-14
• 1.1.1 直流输电系统发展简介11-13
• 1.1.2 多馈入直流输电系统发展简介13-14
• 1.2 多馈入直流输电系统换相失败研究现状14-15
• 1.3 本文所做的主要工作15-17
• 第二章 基于熄弧角的换相失败原理分析及影响因素研究17-31
• 2.1 换相失败原理17-27
• 2.1.1 换流阀的换相过程17-21
• 2.1.2 换相失败发生过程21-22
• 2.1.3 换相失败发生机理22-24
• 2.1.4 换相失败影响因素24-27
• 2.2 多馈入直流输电系统换相失败原理及其特点27-30
• 2.2.1 多馈入直流系统换相失败原理和影响因素27-29
• 2.2.2 多馈入直流输电系统换相失败特点29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 基于连续仿真方法的多馈入直流输电系统异常换相失败研究31-44
• 3.1 仿真软件PSCAD/EMTDC简介31-32
• 3.2 基于CIGRE标准模型的多馈入直流输电系统建模32-33
• 3.3 多馈入直流输电系统异常换相失败仿真研究33-42
• 3.3.1 多馈入系统相关概念和Multiple Run运行工具33-35
• 3.3.2 多馈入直流输电系统异常换相失败现象35-36
• 3.3.3 交流系统强度变化时多馈入系统异常换相失败研究36-37
• 3.3.4 电气耦合关系改变时多馈入系统异常换相失败研究37-38
• 3.3.5 多馈入系统异常换相失败原因38-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 基于图论和熄弧角判别法的多馈入直流输电系统故障分区方法研究44-59
• 4.1 故障限流器在电力系统和故障分区方法中的应用44-48
• 4.1.1 故障限流器简介44-45
• 4.1.2 故障限流器在电力系统中的应用45-47
• 4.1.3 故障限流器在故障分区方法中的应用47-48
• 4.2 图论基本原理和潮流模的相对值48-49
• 4.3 故障限流器优化配置方法49-52
• 4.3.1 交流电网抽象图49
• 4.3.2 故障限流器安装位置49-50
• 4.3.3 故障限流器安装位置进一步寻优50-52
• 4.4 多馈入系统故障分区方法仿真验证52-57
• 4.4.1 基于CIGRE标准模型的多馈入直流输电系统模型52
• 4.4.2 IEEE14节点交流电网抽象图52-54
• 4.4.3 三相短路故障下FCL安装方法验证54-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 5.1 结论59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文67-68
• 学位论文评阅及答辩情况表68

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