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论文文献
| 标题: |
新型多端直流输电系统的运行与控制 |
| 作者: |
陈 谦 |
| 所属专业方向: |
多端柔性直流 |
| 摘要: |
随着交流电力系统的发展 其固有的一些缺点也逐渐显现出来 例如交流远距离输电的稳定性问题等 而传统直流输电在某些领域具有交流输电不可比拟的优势 例如远距离输电大系统非同步互联等 因此二十世纪 60 年代以后基于相控换流器 PCC 传统直流输电获得了长足的发展 并发展为当前交直流互联电网 并且在未来的电力系统中仍将有很大的发展空间 但是传统直流输电仍有许多不足之处 例如不能向小容量交流系统及不含旋转电机的负荷供电 换流器产生的谐波次数低 容量大 换流器吸收较多的无功功率 换流站投资大等 因而 基于 PCC 技术的传统 HVDC 输电虽是一门成熟的技术 但在与交流输电的竞争中处于不利地位 其应用领域局限在 220kV 及以上电压等级的远距离大容量输电 海底电缆输电及不同额定频率或相同额定频率交流系统间的非同步互联等方面新型直流输电(VSC-HVDC)技术是指采用全控型功率半导体器件的电压源换流器的直流输电技术 上个世纪 90 年代以来 采用 VSC 的新型直流输电技术得到了迅速发展 并且已有实际两端系统投入商业运行 因此本文将主要致力于研究基于 VSC 换流器的新型多端系统的运行与控制问题由于 VSC-MTDC 是由 VSC 换流器构成的多端直流系统 因此它不仅具有上文所述的两端 VSC-HVDC 系统的特点 而且具有多端系统(MTDC)的经济 灵活等特点 虽然多端系统比两端系统具有更高的经济性与灵活性 但是多端系统的运行控制更为复杂 另外 与两端系统不同的是 通常 MTDC 系统还需要设置上层控制器 上层控制的作用是在稳态运行状态下 根据系统潮流变化 为系统中各个换流器提供优化后的指令值 在非正常运行状态下如直流侧故障或交流侧故障后 上层控制根据系统结构与运行参数的变化 协调系统进入正常工作状态本文首先建立了 dq0 坐标下 VSC 换流器静态模型 并针对该模型设计了带有前馈环节的PI 控制器 该换流器模型不仅考虑了换流损耗 而且交直流相互解耦 非常有利于工程控制实现 这是采用这种模型的一个重要优点 随后以该模型为基础 分别研究了与有源交流网络或与无源交流网络相联的 VSC 控制系统 并为这些 VSC-HVDC 换流器设计了相应的本地控制器 该控制方案具有线性 解耦的特点其次本文研究并总结了多种多端系统并联运行的方式 并针对不同运行模式下的 VSC换流器进行了控制器参数设计 经过总结与分析 提出了适用于 VSC-MTDC 的两种运行模式,即电压下降方式和主从式控制方式 并提出了一种改进的多点直流电压控制方法 该多点直流电压控制方法结合了电压下降方式和主从式控制方式的优点 不仅可以改善直流电压的质量 而且可以提高换流器利用率接着 本文针对不同的换流器并联运行模式 研究了多端 VSC 系统运行调节问题 并进行了相应的上层控制器设计随后 本文研究了包含 VSC 换流器的交直流混合潮流计算问题 本文在综合 VSC-HVDC的工作原理及控制方式的基础上 导出了适用于新型 HVDC 系统潮流计算的稳态数学模型推导了换流器等效注入功率的计算方法 并针对多端直流系统 设计了交直流潮流交替计算方法 采用交替算法的交直流潮流程序具有结构清晰 编程简单 程序通用性好等特点 但 |
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| 来源: |
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狗仔卡
发表于 2012-10-31 20:06:37
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