LCC-VSC混合直流输电线路保护研究
发布时间：2021-07-05 12:39
为了构建全球能源互联网,实现全球电网互联,直流输电技术在其中承担了重要角色。传统高压直流（LCC-HVDC）输电系统存在换相失败,而基于电压源换流器的高压直流（VSC-HVDC）输电能够自主完成功率控制,无换相失败问题,但开关器件损耗和换流站投资高。为结合两种直流输电技术的优势,混合高压直流（Hybrid-HVDC）输电系统成为有效方案。由于Hybrid-HVDC的拓扑结构多样,本文选取一种特定对象进行分析研究,即LCC-VSC双极式混合双端直流输电系统。为保证该系统的安全可靠运行,针对该系统开展直流输电线路保护的研究。本文所做的工作如下:（1）本文分别研究了 LCC-HVDC和VSC-HVDC的控制策略,以及LCC-VSC混合双端高压直流输电系统的运行原理和启动方法。使用PSCAD对此混合两端高压直流输电系统建模,并对混合直流输电系统的稳态运行和故障暂态运行工作状态进行仿真验证,结果表明所搭建立的混合直流输电模型的可行性,并为直流线路继电保护的研究做好准备。（2）基于该模型,研究了基于模型识别的双极式混合双端直流输电线路纵联保护。利用模型识别原理的继电保护原理,通过分析故障分量附加网...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.1串联型混合换流器拓扑结构
2混合直流输电线路保护研究13图2.1串联型混合换流器拓扑结构（2）并联型若直流系统一侧由不同换流器并联形成，称为并联型换流器式Hybrid-HVDC系统。这类基于并联型换流器的混合直流输电技术的优点主要在两个方面：一是，由于VSC可以快速控制，并且能够产生无功功率，从而维持母线电压，使其可以应用于极弱交流系统中，这一点与串联型类似；二是，此类的混合直流输电可以作有源滤波器使用，可以大幅度避免传统直流输电技术换流器的谐波产生的不利影响。但是，换相失败问题不可完全消除。并联型混合换流器拓扑结构如图2.2所示[48,49]。图2.2并联型混合换流器拓扑结构2.1.2系统式Hybrid-HVDC系统系统式混合直流输电系统可以分为以下四种：（1）极与极混合型极与极混合型系统式Hybrid-HVDC系统，一极为常规直流输电系统（LCC-HVDC），另一极为柔性直流输电系统（VSC-HVDC）。这类混合直流输电系统既可以应用于弱交流系统，又可以实现黑启动及无源运行，能够最大限度地发挥两种直流输电系统的优点。以正极为LCC、负极为VSC为例进行说明，混合双极直流输电拓扑结构如图2.3所示[50]。
西安科技大学全日制硕士学位论文14图2.3混合双极直流输电拓扑结构（2）混合双馈入/多馈入型混合双馈入/多馈入直流输电系统就是指传统直流输电系统和柔性直流输电系统的两条/多条线路汇集于到同一条交流母线上的输电系统。此类混合直流输电系统利用VSC可以为受端的交流系统提供动态无功支撑，稳定所连交流母线电压，减少LCC换相失败的概率，从而改善多馈入直流输电系统的稳定性问题，也可以实现黑启动及无源运行。以LCC与VSC的混合双馈入为例进行说明，混合双馈入式直流输电拓扑结构如图2.4所示[51-54]。图2.4混合双馈入式直流输电拓扑结构（3）端对端混合型端对端混合型系统式Hybrid-HVDC系统，一端为常规直流输电系统（LCC-HVDC），一端为柔性直流输电系统（VSC-HVDC）。整流侧为LCC，逆变侧为VSC的混合直流输电系统，此类系统可以完全避免逆变侧换相失败，同时可以向无源网络供电，实现黑启动；整流侧为VSC，逆变侧为LCC的混合直流输电系统，此类系统适用于风电并网，但对受端电网的强度有要求，同时此种结构的混合直流输电系统逆变侧若发生换相失败，情况将比两端都为LCC的传统直流输电更严重。端对端混合型系统式Hybrid-HVDC系统根据接线方式分为单极型和双极型。下面仅用整流侧为LCC，逆变侧为VSC的混合直流输电系统说明这两种接线，单极和双极
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于反行波与信号处理的特高压直流输电线路纵联保护方法[J]. 王永进,樊艳芳. 电力自动化设备. 2020(03)
[2]电力系统的伟大成就及发展趋势[J]. 梅生伟. 科学通报. 2020(06)
[3]基于LCC的高压直流输电线路保护分析及展望[J]. 罗澍忻,董新洲. 广东电力. 2019(12)
[4]基于暂态功率的高压直流线路单端量保护[J]. 侯俊杰,宋国兵,常仲学,张晨浩,吴磊,王婷. 电力系统自动化. 2019(21)
[5]基于时频谱的混合直流输电线路保护方法[J]. 宁文元,杨晓楠,刘瑛琳,刘燕莹,罗国敏,王小君. 电力建设. 2019(10)
[6]新中国电力工业70年发展成就[J]. 白玫. 价格理论与实践. 2019(05)
[7]一种应对高阻故障的单端自适应行波保护方法[J]. 张晨浩,宋国兵,董新洲. 中国电机工程学报. 2020(11)
[8]基于双树复小波变换的混合直流输电线路行波保护方法[J]. 陈争光,周泽昕,王兴国,李岩军,杜丁香,詹荣荣,王书扬. 电网技术. 2019(10)
[9]传统高压直流输电换流阀及其常发故障分析[J]. 田越宇,王荣超,卢雯兴,尹忠葵. 电工技术. 2019(13)
[10]含风电的混合直流输电并网系统暂态特性分析[J]. 齐方方,王海云,常鹏. 高压电器. 2019(05)
硕士论文
[1]基于数学形态学的故障暂态信号研究[D]. 李凯.河南理工大学 2014
[2]电压源、电流源混合型直流输电的运行机理研究[D]. 刘文静.华北电力大学 2014
本文编号：3266089
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.1串联型混合换流器拓扑结构
2混合直流输电线路保护研究13图2.1串联型混合换流器拓扑结构（2）并联型若直流系统一侧由不同换流器并联形成，称为并联型换流器式Hybrid-HVDC系统。这类基于并联型换流器的混合直流输电技术的优点主要在两个方面：一是，由于VSC可以快速控制，并且能够产生无功功率，从而维持母线电压，使其可以应用于极弱交流系统中，这一点与串联型类似；二是，此类的混合直流输电可以作有源滤波器使用，可以大幅度避免传统直流输电技术换流器的谐波产生的不利影响。但是，换相失败问题不可完全消除。并联型混合换流器拓扑结构如图2.2所示[48,49]。图2.2并联型混合换流器拓扑结构2.1.2系统式Hybrid-HVDC系统系统式混合直流输电系统可以分为以下四种：（1）极与极混合型极与极混合型系统式Hybrid-HVDC系统，一极为常规直流输电系统（LCC-HVDC），另一极为柔性直流输电系统（VSC-HVDC）。这类混合直流输电系统既可以应用于弱交流系统，又可以实现黑启动及无源运行，能够最大限度地发挥两种直流输电系统的优点。以正极为LCC、负极为VSC为例进行说明，混合双极直流输电拓扑结构如图2.3所示[50]。
西安科技大学全日制硕士学位论文14图2.3混合双极直流输电拓扑结构（2）混合双馈入/多馈入型混合双馈入/多馈入直流输电系统就是指传统直流输电系统和柔性直流输电系统的两条/多条线路汇集于到同一条交流母线上的输电系统。此类混合直流输电系统利用VSC可以为受端的交流系统提供动态无功支撑，稳定所连交流母线电压，减少LCC换相失败的概率，从而改善多馈入直流输电系统的稳定性问题，也可以实现黑启动及无源运行。以LCC与VSC的混合双馈入为例进行说明，混合双馈入式直流输电拓扑结构如图2.4所示[51-54]。图2.4混合双馈入式直流输电拓扑结构（3）端对端混合型端对端混合型系统式Hybrid-HVDC系统，一端为常规直流输电系统（LCC-HVDC），一端为柔性直流输电系统（VSC-HVDC）。整流侧为LCC，逆变侧为VSC的混合直流输电系统，此类系统可以完全避免逆变侧换相失败，同时可以向无源网络供电，实现黑启动；整流侧为VSC，逆变侧为LCC的混合直流输电系统，此类系统适用于风电并网，但对受端电网的强度有要求，同时此种结构的混合直流输电系统逆变侧若发生换相失败，情况将比两端都为LCC的传统直流输电更严重。端对端混合型系统式Hybrid-HVDC系统根据接线方式分为单极型和双极型。下面仅用整流侧为LCC，逆变侧为VSC的混合直流输电系统说明这两种接线，单极和双极
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于反行波与信号处理的特高压直流输电线路纵联保护方法[J]. 王永进,樊艳芳. 电力自动化设备. 2020(03)
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[3]基于LCC的高压直流输电线路保护分析及展望[J]. 罗澍忻,董新洲. 广东电力. 2019(12)
[4]基于暂态功率的高压直流线路单端量保护[J]. 侯俊杰,宋国兵,常仲学,张晨浩,吴磊,王婷. 电力系统自动化. 2019(21)
[5]基于时频谱的混合直流输电线路保护方法[J]. 宁文元,杨晓楠,刘瑛琳,刘燕莹,罗国敏,王小君. 电力建设. 2019(10)
[6]新中国电力工业70年发展成就[J]. 白玫. 价格理论与实践. 2019(05)
[7]一种应对高阻故障的单端自适应行波保护方法[J]. 张晨浩,宋国兵,董新洲. 中国电机工程学报. 2020(11)
[8]基于双树复小波变换的混合直流输电线路行波保护方法[J]. 陈争光,周泽昕,王兴国,李岩军,杜丁香,詹荣荣,王书扬. 电网技术. 2019(10)
[9]传统高压直流输电换流阀及其常发故障分析[J]. 田越宇,王荣超,卢雯兴,尹忠葵. 电工技术. 2019(13)
[10]含风电的混合直流输电并网系统暂态特性分析[J]. 齐方方,王海云,常鹏. 高压电器. 2019(05)
硕士论文
[1]基于数学形态学的故障暂态信号研究[D]. 李凯.河南理工大学 2014
[2]电压源、电流源混合型直流输电的运行机理研究[D]. 刘文静.华北电力大学 2014
本文编号：3266089
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