并联型多端直流输电倾斜控制策略的研究.pdfVIP

2012 年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 并联型多端直流输电倾斜控制策略研究 韩民晓 王海龙 (华北电力大学) 摘要：论文针对并联型多端直流输电系统，研究了倾斜控制方式的构成及其特点，并在PSCAD/EMTDC 仿真软件上， 搭建了四端并联型高压直流输电系统模型，完成了直流输电系统启动、多种故障恢复的仿真分析。通过仿真验证， 表明此种控制方式具有不依赖通信系统保证系统继续稳定运行的能力。 关键词：多端直流输电 倾斜控制 故障恢复 1 引言 随着能源的开发、电能的传输以及电力负荷的不断扩大，电力网络获得了高速发展，目前已 进入从大区性电网向全国性互联电网过渡的阶段。在大区电网互联中，交流同步联网的优势将随 着同步电网的扩大而减弱，而同时大区电网之间以直流联网，具有可以实现大区电网间的非同步 运行与隔离，克服长距离大容量送电问题，提高大区电网的稳定性等优点。相比于仅能实现点对 点直流功率传送的传统两端直流输电系统，当多个交流系统间采用直流互联时，多端直流输电具 有能够实现多电源供电、多落点受电，减少输电线路，运行方式更为灵活等特点，这将极大节省 投资成本和运行费用，将成为适应我国资源与负荷分布的重要形式。 多端直流输电系统是由多个换流站(包括三个换流站)及其相互连接的直流输电线路所组成 的高压直流输电系统。目前，多端直流输电系统相比于传统两端直流输电系统，存在定电流控制、 定电压控制等许多相同控制模式，但是各端子间的相互依赖性强，在启动、故障恢复等动态过程 中对通信要求高；各端子之间协调控制复杂，动态过程中的电流、电压分配困难，这些问题使多 端直流推广应用遇到很大障碍。 本文针对并联型多端直流输电系统，研究了多端直流输电倾斜调整控制方式的构成及其特 点。分析了倾斜控制方式下MTDC 的运行特性，具有无须通信保持稳定运行和故障恢复的能力。论 文在PSCAD/EMTDC 仿真平台上，搭建了由电网换相换流器(line commutated converter, LCC)构 成的四端并联型高压直流输电系统，并对倾斜调整控制方式下的交流电压跌落和暂态故障运行进 行了仿真验证。 2 倾斜调整控制方法 （1）控制方法介绍 图2-1所示是倾斜调整控制方式下两端直流输电系统电压电流曲线图。在这种控制模式下， 直流系统工作点的稳定不依赖于通信系统，由各端子所安排的换流站伏安特性自动稳定在工作点 上，无需通信协调。图1-1 中所示各换流站的伏安持性由各站分别调节α角与β角整定。 102 2012 年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 REC INV E E d d . . I I d d 图1 倾斜调整控制方式 倾斜调整控制方式的主要特点： 1）各端子在最大、最小电流之间均配置一定斜率的电压—电流调节特性； 2）通过调节各个端子的伏安特性倾斜斜率，可以实现电流、电压以及功率的调节； （2）斜率控制原理 对于12脉动换流器组成的两端直流系统，其直流电压计算公式如下，整流站侧表示为： U 2.7 Er cos  Xr I （2-1） dr d 逆变侧电压可表示为： U 2.7 Ei cos   X I （2-2） di i d 式中，α、β分别为整流站的滞后触发角和逆变站的超前触发角；Er、Ei 分别为整流侧和逆变 侧换流变压器阀侧空载线电压有效值；Xr、X