简谈分量计与直流接入交流系统故障计算策略

摘要：随着现代电力系统的进展,高压直流输电技术的广泛运用将大量的换流站引入系统。直流电力电子装置的接入会引起系统故障特性的变化,与传统的交流系统有很大区别。现有的故障浅析计算策略很少考虑交直流的相互作用对交流故障特性的影响,在系统故障下的直流系统元件模型至今鲜见。本论文在总结和借鉴国内外相关探讨工作的基础上,结合稳态故障计算的要求,探讨交流系统发生故障时直流输电系统的动作特性,构建其故障模型,并在此基础上提出了适用于交直流互联系统故障计算策略,并通过仿真验证模型和计算策略的准确性和有效性。论文所做主要工作包括以下几个方面：1、在广泛调研和查阅国内外相关探讨文献的基础上,详细浅析和总结了已有的用于潮流、稳定性探讨和谐波浅析中一些比较成熟的直流输电系统模型的特点及其适用范围,为建立直流系统故障模型提供了条件和有益参考。2、基于开关函数论述,导出了运转于非对称条件下的换流器的三相开关函数模型。探讨换流器在交流系统故障下的谐波特性,充分考虑谐波的影响,计及了其中一些影响较大的非特点次谐波,建立了换流器在序分量坐标和相分量坐标下的故障模型,并通过仿真验证了该模型准确、有效。3、详细浅析了直流输电系统主要制约方式的功能,以及整流侧和逆变侧之间的制约配合联系。探讨交流系统故障期间直流制约系统的响应特性,探讨了可能出现的工作方式的变化,考虑到制约系统暂态历程的复杂性以及故障计算的要求,对制约模型进行了简化,针对典型的工作方式和制约特性,分别建立了它们所对应的制约方程。4、建立了适用于交流不对称故障浅析的直流系统相关元件的模型,与换流器模型、制约系统模型一起纳入到整个直流系统的等值模型中,并与交流系统接口,提出了交直流互联系统的故障计算等值电路。结合该等值电路,针对交流系统的序分量网络模型和相分量网络模型,分别将序分量法和相分量法运用于计及直流系统的交流系统故障计算。根据交直流系统接口的描述,交、直流系统之间需通过迭代计算,本论文给出了详细的计算步骤。通过明了两种策略的准确性和有效性。上面陈述的探讨工作及成果表明,本论文提出的计及直流接入影响的交流系统故障计算策略,计算准确,编程简单,易于计算机实现,为继电保护整定计算及电气设备选择提供了有效的计算策略,有着重要的论述和实际作用。关键词：故障浅析计算论文交直流互联系统论文交流不对称故障论文直流系统模型论文序分量法论文相分量法论文

摘要10-12

ABSTRACT12-15

第一章 绪论15-26

1.1 课题背景及作用15-16

1.2 国内外探讨近况综述16-24

1.2.1 电力系统故障浅析策略的探讨近况17-19

1.2.2 用于潮流计算的直流输电系统模型19-21

1.2.3 用于稳定性浅析的直流输电系统模型21-23

1.2.4 直流输电系统的谐波浅析策略23-24

1.3 论文的主要工作及革新点24-26

第二章 适用交流不对称故障浅析的换流器建模26-45

2.1 开关函数基本原理26-28

2.2 改善的开关函数28-35

2.2.1 考虑换流阀导通时刻的偏移29-31

2.2.2 考虑三相换相角不平衡的影响31

2.2.3 电压、电流三相开关函数31-34

2.2.4 坐标变换34-35

2.3 结合谐波特点的换流器建模与特性浅析35-37

2.4 序分量坐标系下的换流器建模策略37-40

2.5 相分量坐标系下的换流器建模策略40-41

2.6 仿真验证41-44

2.7 本章小结44-45

第三章 适用交流不对称故障浅析的直流制约系统建模45-55

3.1 直流制约系统的主要功能及分层结构45-46

3.2 直流系统的基本制约原理46-48

3.3 用于故障计算的直流制约系统建模48-50

3.3.1 建模思路48

3.3.2 直流制约系统建模策略48-50

3.4 交流系统故障下直流制约系统的工作方式50-53

3.5 仿真验证53-54

3.6 本章小结54-55

第四章 适用交流不对称故障浅析的直流系统相关元件建模55-63

4.1 直流系统模型55-56

4.2 换流变压器模型56-59

4.3 滤波器和无功补偿装置的模型59-60

4.4 平波电抗器模型60

4.5 直流线路/网络模型60-62

4.6 本章小结62-63

第五章 计及HVDC的交流系统故障浅析计算63-83

5.1 交直流互联系统故障计算等值电路63-64

5.2 基于序分量法的故障浅析计算64-69

5.2.1 序分量法的基本原理64-66

5.2.2 故障计算策略66-69

5.3 基于相分量法的故障浅析计算69-77

5.3.1 相分量法的基本原理69-70

5.3.2 故障计算策略70-77

5.4 仿真验证77-82

5.5 本章小结82-83

第六章 结论83-85