呼伦贝尔—辽宁高压直流输电系统运行仿真

论文摘要

高压直流输电(HVDC)作为一种经济高效的输电方式,可以满足超远距离、超大容量电力传输的需要。目前,东北电网存在着内蒙东部电网电能过剩却无法将多余电能送到迫切需要电能的辽宁中部这样一个矛盾,呼伦贝尔—辽宁高压直流输电工程就是为了提高输电能力、解决东北电网北电南送问题而规划建设的。本文根据高压直流输电基本原理,对呼—辽HVDC系统的建模、无功补偿及滤波、运行过电压及附加控制等问题进行了深入细致的研究。本文首先依据呼—辽高压直流输电工程可行性分析报告,通过详尽的计算,建立了HVDC中各电气元件的数学模型,并基于电力系统暂态分析程序PSCAD/EMTDC,构建了呼—辽HVDC系统初步的仿真平台。高压直流输电系统接入电网后,无论运行在何种方式下,均需从系统中吸收大量的无功功率;并且HVDC系统相对于整个电网来说,是不可忽视的谐波源。为了保证HVDC系统接入电网后的电能质量,在呼—辽HVDC系统仿真平台的基础上,对其无功消耗、交直流系统的无功交换、无功补偿等问题进行了定量的计算,并分析了无功补偿设备的选取、配置、分组;同时也对HVDC系统交直流侧谐波特征及抑制问题进行了研究。这样就使呼—辽HVDC系统仿真平台更加完善,更能全面地反映系统的运行特性。HVDC系统初次起动或故障消除后起动前的开路试验中包括可控硅组件在内的各部分存在着过电压问题;另外,由于某种原因导致的整流侧以全电压对直流线路充电,也可能使整个HVDC系统因过电压而崩溃。最后,本文基于仿真平台,分析研究了上述过电压的危害,并提出了抑制过电压的措施。本文的研究结果对呼伦贝尔—辽宁高压直流输电系统的参数设计及运行控制有着比较重要的实用价值,为工程实践提供了比较详细的理论参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外高压直流输电（HVDC）的研究现状
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 呼—辽HVDC 系统的构成与建模
• 2.1 HVDC 系统的基本结构与原理
• 2.2 呼—辽HVDC 工程原理接线
• 2.3 换流阀等值
• 2.4 换流变压器建模
• 2.5 电源（两端交流系统）模拟
• 2.6 控制系统建模
• 2.7 本章小结
• 第3章 呼—辽HVDC 系统无功补偿及谐波研究
• 3.1 HVDC 系统的无功补偿问题
• 3.2 呼—辽HVDC 系统无功消耗计算
• 3.3 呼—辽HVDC 系统交流侧无功交换能力分析
• 3.4 呼—辽HVDC 系统两端换流站无功补偿设备分组及配置
• 3.5 交直流侧谐波分析及滤波装置设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 呼—辽HVDC 系统仿真
• 4.1 PSCAD/EMTDC 仿真环境
• 4.2 呼—辽HVDC 系统仿真
• 4.3 本章小结
• 第5章 呼—辽HVDC 系统过电压研究
• 5.1 呼—辽HVDC 系统开路试验仿真研究
• 5.2 呼—辽HVDC 系统全电压起动过电压仿真研究
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢