MMC-HVDC直流输电线路故障定位的研究

发布时间：2020-12-24 03:58

　　随着电力电子技术的发展,采用全控型IGBT器件作为开关的模块化多电平换流器MMC系统在实际工程应用中越来越广泛。基于MMC换流器的直流输电（MMC-HVDC）是近年来新兴的输电技术,以其传输功率大、线路造价低、控制性能好的等优点,将会在大型电网互联、城市供电、新能源发电并网以及孤岛供电等电力输送环境中发挥巨大的作用。目前,国内外研究学者针对MMC-HVDC系统的故障定位的研究主要集中于交流侧故障以及MMC换流站内部故障,对直流输电线路的故障研究多偏于故故障后的控制保护策略。因此,本文的主要内容是对MMC-HVDC直流输电系统的故障特性以及故障定位的研究分析。本文首先从MMC-HVDC系统的拓扑结构和工作原理着手,对MMC换流站内部的调制方式、子模块电容电压均压控制做了相应的研究分析。并在PSCAD/EMTDC的仿真平台搭建了MMC-HVDC直流输电系统模型,观察并分析了其稳态运行时的工作情况,为后续故障分析提供了基础。其次,针对MMC-HVDC直流输电线路设置三种不同类型的故障,分析故障特性,通过仿真得到故障后直流输电线路上各参数的变化情况。通过对故障特性的分析,引出了行波法测距的概念... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MMC换流器模型图

全日制工程硕士学位论文13与传统电压源换流器相比，6组交流电抗器分别串联于6个并联桥臂中，这样的连接方式对限制MMC相间环流和故障过电流有很大的帮助。a)HBSMb)FBSMc)CDSM图2.2MMC子模块结构2.1.2子模块的工作原理如图2.2中所示三种子模块拓扑结构，本文主要以图2.2a）中半桥型子模块为研究对象。其中T1和T2是绝缘栅极晶闸管，D1和D2是与晶闸管反向并联的二极管，C是子模块电容，cu为子模块电容电压。MMC换流器直流侧的输出电压大小取决于投切到MMC换流器上、下桥臂中的所有SM子模块电容电压和cu。如图2.3所示，半桥子模块有三种工作状态：（1）当T1、T2均关断时，称为闭锁状态。如图2.3a）所示，电流只能通过续流二极管进行流通，如果电流smi为正方向，电容在理想工作状态下不能放电，将处于充电状态。一般为系统故障或启动状态下发生。（2）当T1断开T2闭合时，如图2.3b）所示，子模块上的输出电压smu将会和子模块电容电压Cu相等，电流smi的方向决定了电容充放电的状态，若如电流方向为正时，子模块处于充电状态；电流方向为负时，则子模块处于放电状态。（3）当T1导通T2关断时，如图2.3c）所示，子模块的输出电压=0smu，

MMC-HVDC直流输电线路故障定位的研究16电压。图2.45电平MMC工作原理根据MMC换流器的工作原理，若要使五电平MMC能够正常运行，在其单个的工频周期内vau需要经历不同的八个时间段，分别为A、B、C、D、E、D、F、H。将直流侧两端的中间点位设置为参考点，vau在8个时间段的具体变化如表2.2所示。表2.2cau在8个时间段对应的子模块投入情况时间段ABCDEFGHvau的电压值04dcU2dcU4dcU04dcU2dcU4dcU上桥臂投入的SM数21012343下桥臂投入的SM数23432101相单元投入的SM数44444444直流侧电压大小dcUdcUdcUdcUdcUdcUdcUdcU2.2MMC的数学模型上节分析了MMC换流器的工作原理。本节主要分析MMC换流器的数学模型。MMC单相等值电路如下图2.5所示。由图2.1得MMC换流器上、下桥臂电压分别为pju、nju；上、下桥臂电流分别为pji、nji；dcU为直


本文编号：2934934