08_应用PSCAD进行直流输电系统仿真范例.ppt

主要内容 一、高压直流输电系统的主要元件 二、相关元件的PSCAD模型 三、高压直流输电系统运行与控制 四、高压直流输电系统的PSCAD仿真 一、高压直流输电系统的主要元件 3. 换流器（converter）：将交流电转换成直流电，或者将直流电转换成交流电的设备。 作用: 使HVDC系统建立自己的对地参考点； 减小注入系统的谐波。 作用: 减小注入直流系统的谐波； 减小换相失败的几率 限制直流短路电流峰值 防止轻载时直流电流间断 种类: 交流滤波器， 直流滤波器 有源滤波器； 种类: 无源类： 电容器 有源类： （同步）调相机，SVC 种类: 架空线路 电缆线路 二、相关元件的PSCAD模型 2.1 电力电子器件模型 2.2 阀模型 2.3 换流桥模型 2.4 换流变模型 2.5 线路模型 2.6 交流系统 2.7 其它元件模型 2.1 电力电子器件模型 2.2 阀模型 2.3 换流桥模型 2.4 换流变模型 2.5 线路模型 2.6 交流系统 2.7 其它元件模型 2. 直流侧滤波器 3. 交流侧滤波器 三、高压直流输电的运行与控制 3.1 HVDC的分类 3.2 HVDC换流器工作原理 3.3 HVDC的工作原理 3.4 HVDC的控制 3.5 HVDC的谐波特性 3.1 HVDC的分类 背靠背(Back-to-Back)：单极类、双极类、同极类 3.2 HVDC换流器的工作原理 描述整流器工作方式的几个角度： =触发延迟角 =叠弧角（换相角） =熄弧延迟角= + 描述逆变器工作方式的几个角度： =触发超前角= - =熄弧超前角= - =叠弧角= - = - 3.3 HVDC的工作原理  从交流系统Ⅰ向交流系统Ⅱ输电时，换流站Ⅰ把交流系统Ⅰ送来的三相交流功率变换成直流功率。通过直流输电线路把直流功率输送到换流站Ⅱ，再由换流站Ⅱ将直流功率转换成交流功率，送入交流系统Ⅱ 。这个过程称作HVDC。 此时换流站Ⅰ为整流站，换流站Ⅱ为逆变站。 3.4 HVDC的控制 高压直流控制系统的目的，是在保持每个极的最大独立性和不危及设备安全的条件下，对功率方向、功率的大小和变化速度提供有效并具有最大灵活性的控制。该控制系统应具有相当高速的控制性能，它能够对交流系统和直流系统的扰动作出很好的响应。控制系统应使高压直流系统消耗的无功功率最少。它还应能适应以下情况： 1) 增加并控制无功功率消耗，必要时还可控制交流电压； 2) 频率控制； 3) 有功功率调制； 4) 有功功率和无功功率联合调制； 5) 次同步谐振（SSR）的阻尼； 6) 远方控制。 3.5 HVDC的谐波特性 1. 直流侧谐波 特征谐波 n=kp 6脉动换流器 6、12、18、… 12脉动换流器 12、24、36、… 非特征谐波 产生的原因： 交流电压中含有谐波电压 两个6脉动组的换流变漏抗／变比误差 两极换流器运行参数不相等 换流变三相漏抗误差 触发脉冲不等距 直流谐波的危害 1）对直流系统本身 直流侧设备附加发热 ? 设备额定值? 运行费用? 2）对直流线路和接地极线路邻近通信系统的 干扰，主要是明线电话线路 3）通过换流器使交流谐波? 换流器是频率转换器 减小直流谐波的途径 增加脉动数 超过12脉动不合算 减小阀的触发角 受运行方式限制 改变直流线路参数 增大衰减常数(理论) 装设直流滤波器 工程应用 直流滤波器类型 无源型 (葛南、三常、三广等) 有源型 完全有源型 混合有源型 (天广) 直流滤波器的配置方案： 目前世界上的HVDC工程，通常采用如下直流滤