柔性多端直流輸電系統(tǒng)直流電壓控制與直流斷路器研究.pdf

1、基于柔性直流輸電技術(shù)的多端直流輸電與直流電網(wǎng)技術(shù)是解決新能源并網(wǎng)與消納的有效手段之一。但是由于目前柔性多端直流輸電技術(shù)尚不成熟、直流電網(wǎng)技術(shù)的研究剛剛起步,控制方式與線路保護(hù)等領(lǐng)域都存在著各種各樣的問(wèn)題。為了更有效地研究與利用柔性多端直流輸電技術(shù),本文針對(duì)五端網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多端直流系統(tǒng),提出了基于直流電壓下垂控制的分布式控制方法及其相應(yīng)的潮流計(jì)算方法;同時(shí),為了應(yīng)對(duì)直流線路的短路故障,設(shè)計(jì)了一種混合式直流斷路器。
　　論文首先闡述了電

2、壓源型換流器的基本原理與數(shù)學(xué)模型、基于單點(diǎn)式控制的直流電壓控制器原理與設(shè)計(jì),以及單點(diǎn)直流電壓控制下的直流網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法,并建立了相應(yīng)的電磁暫態(tài)模型進(jìn)行仿真研究,驗(yàn)證了模型與潮流計(jì)算方法的正確,同時(shí)通過(guò)仿真結(jié)果指出了單點(diǎn)式控制在失去電壓控制端后,系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行的缺點(diǎn)。
　　其次,針對(duì)單點(diǎn)式控制系統(tǒng)的缺點(diǎn),提出了基于直流電壓下垂控制的分布式控制方法,闡述了分布式控制相關(guān)原理,將下垂系數(shù)引入了直流網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算。建立了基于分布式控制

3、的直流電網(wǎng)模型,對(duì)模型穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、潮流變化和某一換流站退出運(yùn)行等情況進(jìn)行仿真,證明了分布式控制方法更適合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多端直流系統(tǒng)。
　　最后,論文針對(duì)電壓源型換流器直流線路短路故障的特征,設(shè)計(jì)了一種混合式直流斷路器,它結(jié)合了機(jī)械式斷路器的低耗能特性和固態(tài)斷路器的快速開(kāi)斷特性。在PSCAD/EMTDC中建立了混合式直流斷路器模型,并將其應(yīng)用于五端直流電網(wǎng)模型中;對(duì)五端系統(tǒng)線路故障以及斷路器動(dòng)作進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明所搭建的直流斷路器模型能