云广直流接入后交流电网故障对直流输电系统换相失败的影响研究

论文摘要

随着我国“西电东送”和全国联网工程的全面实施,高压直流输电已经成为了我国跨区电网的重要骨架,交直流电网混合输电的格局已在我国电网中形成。随着士800kV云广特高压直流的接入,南方电网形成了一个多条直流同时馈入、交直流混合运行、含有特高压直流的复杂电网,其工作机理、运行方式、故障电气特征与传统交流电力系统有很大差异,有一系列亟待突破的理论和工程难题,其中直流换相失败的问题最为突出。本文结合国际先进的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了含云广直流在内的南方电网交直流系统仿真模型,该模型对直流系统进行了详细建模,对交流电网进行动态等值,能精确地反映电磁暂态中的换相过程及其他交直流响应特性。分析直流输电系统的换相过程,阐述换相失败的机理及其危害,以理论公式推导交流故障特征量对直流换相过程的影响,分析由于换流变压器接线不同而导致Y桥和D桥换相失败的差异性,以仿真实例验证不对称故障和过渡电阻对换相失败的影响规律。对全网各个站点进行故障扫描,寻找交流故障引起直流换相失败的规律,并分析换相失败的持续时间。针对仿真过程中出现的直流系统相继换相失败和交流故障切除引起换相失败这两方面的问题,研究云广特高压直流接入后的电网新环境下多馈入受端电网的复杂性和特殊性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 交直流电网的特点
• 1.2.1 直流输电系统特点
• 1.2.2 受端交流电网特点
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 基于PSCAD/EMTDC的交直流系统仿真建模
• 2.1 直流输电系统建模
• 2.1.1 一次系统建模
• 2.1.2 直流控制系统建模
• 2.2 交流电网等值及建模
• 2.3 小结
• 第三章 直流输电系统的换相失败及影响因素研究
• 3.1 直流输电系统的换相失败
• 3.1.1 换相过程
• 3.1.2 换相失败的机理
• 3.1.3 换相失败的危害
• 3.2 不对称故障对换相失败的影响
• 3.2.1 单相接地故障
• 3.2.2 两相短路故障
• 3.2.3 两相短路接地故障
• 3.3 过渡电阻对换相失败的影响
• 3.4 小结
• 第四章 含云广直流的多馈入直流换相失败的研究
• 4.1 云广直流的换相失败及恢复特性
• 4.2 交流电网故障对换相失败的影响分析
• 4.2.1 逆变侧交流系统强度
• 4.2.2 换相失败仿真研究
• 4.2.3 换相失败持续时间
• 4.3 云广直流接入后的多馈入复杂性研究
• 4.3.1 逆变站电气联系
• 4.3.2 多馈入直流的相继换相失败
• 4.3.3 交流故障切除引起的换相失败
• 4.4 小结
• 结论与展望
• 1 全文总结
• 2 今后工作展望
• 参考文献
• 附录:南方电网动态等值仿真模型地理接线图
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 答辩委员会对论文的评定意见