基于pscademtdc的背靠背高压直流输电系.pdf

第27卷第2期 电 力 自动 化 议 备 Vol，27No.2 2007年2月 ElectricPowerAutomationEquiPment F户b.2(刃7 函 基于PSCAD/EMTDC的背靠背 高压直流输电系统仿真 高晓旺’，周 勇’，康鲁豫2 (l.郑州大学 电气工程学院，河南郑州450002;2.南京电力自动化设备总厂，江苏南京210003) 摘要:为了研究灵宝背靠背换流站在交流系统发生故障时的换相失败过程，利用电磁暂态仿真软 件PSCAD/EMTDC对灵宝背靠背高压直流输电系统进行了建模，并在此基础上对高压直流输电系 统中常见的故障进行了仿真分析，其中包括逆变侧交流系统发生三相故障和单相故障的情况。仿 真结果表明，在PSCAD/EMTDC环境下建立的模型能够比较准确地描述在暂态过程中背靠背直流 输电系统的动态特性，可以为现场运行以及故障分析提供参考。在系统中加入故障检测控制 环节，根据电压和电流的变化，适时增大提前触发角，可以有效地预防换相失败。 关键词:背靠背;PSCAD/EMTDC;仿真 中图分类号:TM72LI 文献标识码:A 文章编号:1006一6047(2oo7)02一0069一02 2005年我国第1个直流输电工程项目— 灵宝背 压器通过外部连线实现YylZ、Ydll接线，和换流阀 靠背换流站投人运行，实现了西北电网和华中电网的非 一起构成12脉动桥。直流系统额定电压120kv，两 同步联网，对于西电东送和推进全国电网互联有重要意 侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连[3.5]。 义。在此背景下，采用计算机仿真的方法，研究背靠 2 直流输电系统建模 背直流输电系统的运行状态及控制方法很有必要。 利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC[，一2〕(Power 利用PSCAD/EMTDC软件包建立灵宝背靠背 即stem ComputerAidedDesign/Electro一Ma，etic 直流输电系统的模型，通过站内额定功率360Mw TransientinDCsystem)对灵宝背靠背直流输电1 (120kV，3kA)的直流输电线路，实现从330kV侧 程进行仿真，分析了该系统的稳态和暂态特性。 (西北电网)向220kV侧(华中电网)反向输送电能 1 直流输电工程简介 (取220kV侧向330kV侧输送电能为正方向)。在保 证系统稳态运行的前提下，220kV侧投人2组并联 灵宝背靠背高压直流输电BTB一HVDC(BackTo 电容器、1组HP3滤波器、2组HP12/24滤波器，330kV Back一HighVolt鳍eDirectCurrenttransmission)工 侧投人3组并联电容器、2组HP12/24滤波器，除 程额定直流功率360Mw，功率可双向传输。交流系 吸收高次谐波外，这些滤波器还分别向各自所在的电 统电压等级分别为华中侧220kV、西北侧330kV， 网提供大约180Mvar的无功功率支持。 换流站电气主接线如图1所示[3]。220kV交流场包 仿真采用的基本控制是[6一10):整流侧由定电流控 括:1组电抗器、2组HP3滤波器、3组HP12/24滤波 制和触发角a‘限制2部分组成，其中。的参考值为 器、2组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。 巧“，鲡=50;逆变侧由定电流控制和定关断角y。控 330kV交流场包括:1组电抗器、1组HP3滤波器、 制组成，定电流控制器的整定值比整流侧小一个电流 3组HP12/24滤波器、3组并联电容器、进线1回、 裕额(典型值为直流电流的ro%)，年170。正常运行 换流变压器支路1回。换流变压器采用单相三绕组 时，整流侧运行于定电流控制，逆变侧运行于定关断 形式，单台容量均为143.6MVA·，每侧的3台换流变 角控制，两侧都采用Pl调节器进行控制。此外，两侧 220kV母线