高压直流输电系统控制保护特性对内过电压的影响

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西电东送、区域联网是我国能源发展的重要战略,直流输电功率调节迅速灵活,输电距离不受同步运行的稳定性限制,是较理想的大功率远距离输电方式。建设直流输电系统时遇到的基本问题之一就是绝缘配合。绝缘配合的中心问题是确定绝缘水平,具体说来就是决定各种绝缘结构进行各种耐压试验时所取的电压水平,而解决绝缘配合问题必须充分掌握过电压的产生及其分布规律。直流输电系统也像其他所有电力系统一样,由于遭受雷击、操作、故障或其他原因而产生各种波形的过电压,过电压问题的研究一直是直流输电领域密切关注的对象。直流输电系统必须在一定的自动控制下运行,以减小交流系统电压波动的影响,改善运行性能。妥善设计直流系统中的控制保护系统,是降低直流系统内过电压的有效方法之一,但是有关控制保护系统对内过电压的影响的研究还比较少,是以本文以国际大电网会议(CIGRE)提出的高压直流输电系统的标准模型为研究对象,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,针对交流接地故障清除、逆变测失去交流源故障、全电压起动故障、甩负荷故障、投入换流变压器这五种产生内过电压的故障,对直流输电控制系统中低压限流环节(VDCOL)的电流整定值,以及整流侧投旁通对控制策略对内过电压的影响进行研究,设计了对比仿真实验,做了大量仿真,用Matlab处理仿真结果,并对结果作出一定的分析。仿真结果表明,VDCOL最小电流限制值取为0.55时,最利于减小系统的内过电压。整流侧旁通对的投入策略对内过电压值的影响比较复杂,需要针对具体问题具体要求采取不同的控制策略。本文的几组实验数据为旁通对的控制策略提供了一定参考。综上所述,本文主要研究了直流输电系统控制保护特性对内过电压的影响,其结果对减少高压直流输电绝缘设计费用有一定帮助,对高压直流输电过电压分析提供了新思路。
摘要第6-7页
ABSTRACT第7-8页
第一章、引言第9-19页
    1.1 研究背景第9-12页
        1.1.1 直流输电的优势第9-10页
        1.1.2 国内外直流输电的发展概况第10-12页
    1.2 直流系统中的过电压研究第12-18页
        1.2.1 过电压对直流系统安全运行的影响第12-14页
        1.2.2 控制保护系统对过电压的影响第14-18页
    1.3 本文的主要工作内容第18-19页
第二章、直流系统控制保护特性对内过电压影响的研究基础第19-41页
    2.1 仿真工具第19-22页
        2.1.1 PSCAD/EMTDC简介第19-21页
        2.1.2 国际大电网会议(CIGRE)标准模型第21-22页
    2.2 高压直流输电系统的结构原理及运行方式第22-29页
    2.3 控制保护系统第29-37页
    2.4 直流输电内过电压的研究基础第37-41页
        2.4.1 直流输电系统故障分析第37-41页
第三章、VDCOL整流侧最小电流限制值对内过电压的影响第41-58页
    3.1 低压限流环节原理简介第41-42页
    3.2 交直流系统内过电压仿真第42-56页
        3.2.1 交流接地故障清除时内过电压仿真第43-46页
        3.2.2 甩负荷故障时内过电压仿真第46-48页
        3.2.3 投入换流变压器时内过电压仿真第48-51页
        3.2.4 逆变侧失去交流源故障时内过电压仿真第51-54页
        3.2.5 全电压起动故障时内过电压仿真第54-56页
    3.3 本章小结第56-58页
第四章、整流侧投旁通对的控制策略对内过电压的影响第58-87页
    4.1 旁通对的应用第58页
    4.2 交直流系统内过电压仿真第58-84页
        4.2.1 交流接地故障清除时内过电压仿真第58-64页
        4.2.2 甩负荷故障时内过电压仿真第64-69页
        4.2.3 投入换流变压器时内过电压仿真第69-74页
        4.2.4 逆变侧失去交流源故障时内过电压仿真第74-79页
        4.2.5 全电压起动故障时内过电压仿真第79-84页
    4.3 本章小结第84-87页
第五章、结论与展望第87-88页
参考文献第88-92页
致谢第92-93页
学位论文评阅及答辩情况表第93页
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