柔性直流輸電控制與保護策略的研究.pdf

1、隨著智能電網的建設和新能源技術的發(fā)展,柔性直流輸電技術(VSC-HVDC),一種以電壓源換流器和脈寬調制技術為基礎的直流輸電技術,在電網中逐漸應用起來。由于換流器本身具有的自關斷能力,使其在向無源網絡供電,新能源并網等方面具有很大的發(fā)展優(yōu)勢和潛力,它還能實現潮流反轉,有功功率和無功功率的獨立控制，多端直流輸電等。而柔性直流輸電系統(tǒng)運行性能的優(yōu)良直接取決于系統(tǒng)所采用的控制與保護策略。為此,本文結合理論分析與仿真實踐,主要對柔性直流輸電系統(tǒng)

2、的控制策略和保護策略等方面內容進行了分析研究。
　　本文對柔性直流輸電系統(tǒng)自上而下的建立了五層控制體系結構的基礎上,介紹了柔性直流輸電系統(tǒng)各組成元器件的功能,并通過分析穩(wěn)態(tài)工況下VSC與交流網絡間功率交換關系,推導出VSC-HVDC實現有功功率和無功功率獨立控制的運行機理,并建立了柔性直流輸電有源網絡的穩(wěn)態(tài)數學模型。根據穩(wěn)態(tài)模型確定VSC-HVDC系統(tǒng)中控制量與被控制量之間的約束關系，利用約束關系選擇出滿足柔性直流輸電系統(tǒng)運行要求

3、的控制策略，即送電端選擇定有功功率和定無功功率控制策略,受電端采用定直流電壓和定交流電壓控制策略,并設計了相應的PI控制器。另外,考慮到VSC直流側電容器參數和連接電抗器電感值對系統(tǒng)運行性能的重要影響，并為了盡可能的減少諧波污染，降低直流電壓波動，結合相關文獻，對這兩個參數的初步選取作了定量分析,同時,基于/GNK)(系統(tǒng)建立了換流閥可靠性模型,研究分析了換流閥運行可靠性指標。
　　利用PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件建立了

4、柔性直流輸電有源網絡一次系統(tǒng),根據所設計的PI控制器建立控制系統(tǒng)模型,并結合 SPWM實現原理搭建出 PWM脈沖發(fā)生器模型。通過所建立的仿真模型,驗證了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工況時控制策略滿足運行要求,控制效果良好。
　　由于柔性直流輸電系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出系統(tǒng),元器件較多,不同元器件故障對系統(tǒng)運行的各個參數產生的影響也會不同。因此,在柔性直流輸電系統(tǒng)只有所選擇的控制策略而沒有保護策略的情況下,對其交流側、直流側和VSC內部等主回路發(fā)生常見