山东多馈入交直流混联系统电磁暂态特性分析

发布时间：2017-08-20 01:13

  本文关键词：山东多馈入交直流混联系统电磁暂态特性分析

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【摘要】：高压直流输电是构建坚强智能电网和进行电力大规模远距离传输的重要方式,与高压交流输电系统相比,具有在输送相同功率时,线路造价低、线路损耗小,能限制系统的短路电流,可方便的进行分期建设和增容扩建等优点。±660kV银东直流输电工程的建成投运使得首次有直流输电工程落点山东,山东电网从此进入了交直流混联运行的新时代。根据“外电入鲁”规划,到2015年,±800kV呼盟--山东直流输电工程将建成投运,山东电网将形成典型的多馈入混联受端电网,电网结构和运行方式将会发生很大的变化。呼盟直流输电系统的接入,使得山东电网的受电容量剧增,对山东电网第二和第三道防线亦产生很大影响,银东直流安控措施的适用性同样受到考验。因此,对呼盟直流输电系统接入后山东电网的电压、功角稳定性,各直流之间的相互影响,以及锡盟特高压正常运行、单相接地故障等状况下两直流系统的暂态稳定特性进行深入的研究,对于保证山东电网、华北电网乃至特高压大电网的安全稳定运行,都具有很重要意义。在此背景下,本文围绕呼盟直流接入后山东交直流混联系统及特高压线路故障下银东呼盟两直流系统换相失败问题、直流单极闭锁过电压等若干相关问题展开研究工作,主要内容如下：1.以电力系统暂态仿真程序PSCAD/EMTDC (Power Systems Computer Aided Design)为仿真平台,建立了包括±660kV银东直流输电工程和±800kV呼盟直流输电工程在内的山东交直流混联系统模型。2.根据所研究的问题,基于物理等效的原理,在电力系统分析综合程序PSASP(Power System Analysis Software Package)中对山东电网进行了动态等值,保留换流母线、500kV母线及研究关注的其它节点,将其余部分等值,并根据等值结果在PSCAD中进行了建模。3.在所建立的模型中对逆变侧交流系统单相、三相故障情况下直流输电系统的响应特性进行了仿真分析,并分析了换相失败发生的可能性。对同一交流系统故障对多条直流系统的影响程度进行了研究。对特高压输电线路发生单相接地故障时,银东直流输电系统和呼盟直流输电系统的响应特性进行了分析。4.分析了预防换相失败的各种措施,提出采用静止无功补偿装置SVC来抑制本地换相失败,结合PSCAD仿真软件中的Cigre模型搭建了TCR/TSC型SVC的模型。在加装SVC装置后的交直流模型中,对各种故障情况下的直流输电响应进行了仿真分析,并与原来的情况进行了比较,证实了SVC装置对预防本地换相失败的效果。根据潮流图,考虑断开潍坊—崂山、大泽—莱阳500kV线路,通过改变银东呼盟两直流系统间的多馈入交互作用因子来探讨预防同时换相失败的效果。5.对直流线路接地故障情况下,两直流系统暂态响应特性进行了仿真分析,重点研究一回直流线路接地故障对另一回直流运行特性的影响。对直流输电系统换流器闭锁故障进行了简单的分析介绍,以发生较多的单极闭锁为例,对直流系统出现单极闭锁故障时的过电压现象以及抑制措施进行了分析,提出采用无功控制环节和采用静止无功补偿装置来抑制过电压的措施。
【关键词】：高压直流输电 等值建模 换相失败 SVC 多馈入交互作用因子 单极闭锁 过电压
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM721.3
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第1章 绪论13-18
• 1.1 选题背景和研究意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.3 本文所做主要工作17-18
• 第2章 交直流系统建模18-29
• 2.1 直流输电系统建模18-24
• 2.1.1 主电路系统建模18-21
• 2.1.2 控制系统建模21-23
• 2.1.3 直流系统模型准确性验证23-24
• 2.2 交流系统建模24-28
• 2.2.1 等值建模25
• 2.2.2 模型准确性验证25-28
• 2.3 小结28-29
• 第3章 交流系统故障下的直流输电响应29-42
• 3.1 山东交流电网强度分析29-30
• 3.2 换相失败30-32
• 3.3 交流系统单相接地故障分析32-36
• 3.3.1 单相接地故障对换相失败的影响32-33
• 3.3.2 故障仿真分析33-36
• 3.4 交流系统三相故障分析36-38
• 3.5 特高压交流系统对直流输电系统的影响分析38-41
• 3.5.1 特高压交流系统正常运行对直流系统的影响分析38-39
• 3.5.2 特高压输电线路单相接地故障的分析39-41
• 3.6 小结41-42
• 第4章 换相失败的抑制措施研究42-51
• 4.1 换相失败的抑制措施分析42-43
• 4.1.1 减小多馈入交互作用因子42
• 4.1.2 提前发出触发脉冲42-43
• 4.1.3 使用新型直流输电技术43
• 4.1.4 换流母线增设无功发生器43
• 4.2 静止无功补偿器43-48
• 4.2.1 概述43-44
• 4.2.2 SVC的工作原理及数学模型44-46
• 4.2.3 系统建模与仿真分析46-48
• 4.3 调整MIIF48-49
• 4.4 小结49-51
• 第5章 直流单极闭锁过电压现象的分析51-60
• 5.1 直流输电线路故障分析51-54
• 5.2 单极闭锁故障分析54-56
• 5.3 无功控制环节抑制过电压的研究56-57
• 5.4 SVC抑制过电压的研究57-58
• 5.5 小结58-60
• 第6章 结论与展望60-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68-69
• 附件69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 徐政;杨靖萍;段慧;;一种适用于电磁暂态仿真的等值简约方法[J];南方电网技术;2007年01期

2 杨福;梁军;牛庆达;;一种适用于交直流互联系统电磁暂态仿真的动态等效方法[J];电力系统保护与控制;2012年16期

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本文编号：703889