±660kV银东直流系统动态特性研究

论文摘要

我国电网正处在高速发展阶段,随着“全国联网,西电东送”战略的推进,不久将形成全国性的交直流混合电网。2011年山东电网已经通过银东直流接受来自西北电网约4000MW的电力。山东电网将逐步向受端电网转变,进入交直流混合运行状态。因此,围绕交直流相互影响,开展受端电网稳定性研究以及直流系统的特性研究具有重大的现实意义。此外,山东电网作为直流系统的逆变侧,换相失败以及由于故障或操作引起的过电压成为换流站稳定运行的主要威胁。因此,基于实际直流工程开展相应研究具有重要的实用价值。论文以银东直流系统的动态特性为研究重点,通过交流等值建模以及直流详细建模,从换流站站外系统故障、站内系统故障、换相失败、单极闭锁过电压等方面展开了研究。主要研究内容如下：采用仿真软件PSASP(电力系统分析综合程序),按照2011年山东电网实际数据,对山东电网只保留换流母线、关键母线、枢纽变电站以及研究需要关注的其他电网节点,而将非关键部分网络进行等值。等值过程将保证交流系统的动态特性在等值前后尽可能保持一致,包括潮流、短路电流等特性,然后在电磁暂态仿真软件PSCAD中建立等值山东电网模型。分类整理银东直流输电系统的设计参数,综合分析,从系统以及设备的全局出发,根据交流场、直流场设备配置,研究直流输电在各种运行工况下的无功配置等。在此基础上建立±660kV银东直流输电及其控制系统的PSCAD/EMTDC模型。在受端等值电网下,选取等值网络中保留的交流输电线路,对交流线路发生三相、单相接地故障以及考虑重合闸过程后,直流输电系统的响应进行仿真和分析。研究交流故障下,直流系统功率输送的变化,直流功率恢复所需的时间长短等,并从原理上揭示其产生的原因,提出故障预防措施。研究直流线路远端故障、近端故障以及青岛站换流器直流出口故障下,系统的响应以及直流功率输送的变化。研究电压跌落与换相失败之间的量化关系。研究三相故障下,不同故障地点和故障时刻下的电压跌落。分析不对称故障下,过零点偏移对换相过程的影响。提出减少换相失败几率的措施以及避免连续换相失败的控制措施。研究单极闭锁情况下,直流侧的过电压现象以及对应的电容器投切顺序；功率向另一极的转移特性,健全极的过负荷能力。

论文目录

• 目录
• Contents
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 交直流混联山东电网等值建模
• 2.1 交直流混联山东电网等值建模总体思路
• 2.2 多电压等级下的山东交直流电网等值建模
• 2.2.1 直流系统建模及验证
• 2.2.2 交流系统建模及验证
• 2.3 小结
• 第三章 银东直流系统受端换流站站外系统故障仿真分析
• 3.1 受端电网故障时的动态特性分析
• 3.1.1 受端电网故障的动态特性仿真
• 3.1.2 受端电网故障的预防改进措施
• 3.2 银东直流输电系统直流侧的故障特性研究
• 3.3 小结
• 第四章 胶东换流站换相失败分析
• 4.1 青岛站换流器换相失败的仿真分析
• 4.2 故障仿真准确性的验证
• 4.3 仿真结论和预防措施
• 4.4 小结
• 第五章 银东直流系统单极闭锁电磁暂态分析
• 5.1 直流输电系统单极闭锁时过电压现象的仿真分析
• 5.2 小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文阅及答辩情况表