MMC-HVDC电网故障限流器和接地方式综合影响分析及参数优化

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xh287315717
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
模块化多电平换流器高压直流(Modular Multilevel Converter Based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)电网不存在换相失败、无功补偿问题,且能够实现有功和无功功率解耦控制,因而被认为是解决高比例可再生能源并网的关键技术之一。但是,采用架空线传输的MMC-HVDC电网,其单极接地故障发生率高,直流故障电流上升速度快,往往需要故障限流器(Fault Current Limiter,FCL)与直流断路器配合使用。因此,研究MMC-HVDC电网直流短路故障综合影响因素及限流参数和接地方式综合优化设计具有重要的理论及实际意义。本文从FCL和接地方式限流的本质出发,提出了基于暂态能量流(Transient Energy Flow,TEF)的FCL和接地方式的参数综合优化方法,主要研究内容及创新点如下:(1)以双极双端MMC-HVDC系统为例分析了单极接地故障发生后单换流站的故障等效电路,明确了单极接地故障特性的影响因素,并初步分析了FCL和接地方式对单极接地故障特性的影响,结果表明:FCL和接地方式不影响系统稳态运行,但对故障电流的演化具有明显的抑制作用。(2)从宏观能量角度分析出发,提出了TEF的故障特性评价指标,并结合常规的电压、电流峰值和上升率指标,定量分析了接地方式和FCL参数对MMCHVDC电网单极接地故障特性的影响;进一步利用中心复合试验设计方法分析了FCL电感、接地电阻和中性线电抗参数对故障特性的综合影响。分析结果表明:接地电阻对故障电流和相邻线路TEF的影响程度最强,FCL参数对非故障极电压和桥臂电容TEF的影响程度最强,中性线电抗对桥臂电流和交流侧TEF的影响程度最强,FCL与接地阻抗共同作用时故障电流的抑制效果更好,且非故障极过电压水平更低。(3)提出了TEF抑制率与抑制效率两个综合评价指标,并基于此构建了参数综合优化配置模型,并以FCL参数、接地方式和中性线电抗为优化变量,以非故障极电压、桥臂电流、避开系统谐振及FCL电压应力为约束。以四端双极MMCHVDC电网为例,验证了参数综合优化模型的有效性,结果表明:基于TEF的参数综合优化方法得到的优化方案能够有效地兼顾技术性能与经济效益,可以为直流电网的FCL、接地方式和中性线电抗的多参数综合优化配置提供参考。
其他文献
快速发展的风力发电技术已成为能源战略的重要组成部分,然而,大型双馈风电场往往位于偏远地区,距负荷中心较远,需要经过很长的输电线路才能与大电网相连。双馈风电场通过串联补偿电容线路进行输电,可以减少传输电能的损耗,但使用串联补偿电容线路可能导致双馈风电场并网系统发生次同步振荡现象,给双馈风电场并网系统的安全稳定运行带来严峻的挑战,因此有必要对双馈风电场并网系统的次同步振荡特性进行深入的研究。本文围绕双
学位
报纸
为实现双碳目标,新能源汽车日渐受到人们的关注。作为新能源汽车动力核心,电驱动系统在调速范围、可靠性、故障冗余以及多源混合供能等方面提出了较高的需求。开绕组系统的出现,为新能源汽车电驱动系统提供了新的解决思路。本文所关注的共中线开绕组拓扑将共母线与独立直流母线两种拓扑结构进行融合,通过中线提供的公共参考点消除了高频高幅值的电压波动,在改善电磁干扰的同时能够满足多种能源混合供能的需求,是新能源汽车电驱
学位
随着电网在优化资源配置方面逐渐向区域性互联互通的方向发展,电网结构愈发复杂;随机故障与计划检修相互叠加,造成电网拓扑结构不断变化,运行模式更加灵活多变。与此同时,以光伏、风电为代表的间歇性、随机性的新能源大规模接入电网,导致电网负荷倒送引起输电断面重过载频发。在此背景下,当电网输电断面发生故障时,极易引发区域间的潮流转移,造成大规模停电事故。考虑到输电断面作为电网调度运行和监控分析的关键环节,本文
学位
作为柔性输电设备之一,统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)常用于控制电网潮流。大容量UPFC故障引起潮流重新分布,威胁电网安全运行。定期检修(routine test,RT)有助于发现异常状态元件,避免其故障停运。但是考虑异常状态不易区分,目前缺乏有效RT模型。早期UPFC采用电压源换流器(voltagesourced converter,VSC)
学位
级联H桥(Cascaded H-bridge,CHB)型中压直挂式光伏并网逆变器具有消除对地漏电流、易实现多电平等优势,并舍弃了庞大笨重的工频变压器,直接接入中高压电网,是下一代光伏逆变器的理想拓扑结构。隔离型DC/DC变换器是其中重要组成部分,起到电气隔离、电压变换作用,其设计面临如下挑战:1、需要在处理高功率的同时保持高效率与高可靠性。2、工作频率的增加,带来DC/DC变换器内的中频变压器功率
学位
雷电对输电线路、变电站大型发电设备及电子仪器等都具有较大的危害性,但传统的避雷方法均属于被动防雷,有一定的局限性。随着激光技术的发展,激光引雷作为主动防雷方式具有了广阔的发展前景。超短脉冲激光对雷电通道的诱发和引导是激光引雷的关键内容,其物理机制十分复杂。流注放电作为雷电通道发展的基本物理过程之一,通过超短脉冲激光对雷电放电过程中流注的起始阶段进行诱导,可以改变雷电放电的起始时刻以及发展方向,因此
学位
为扭转能源基地和负荷中心逆向分布的局面,大容量、远距离的特高压输电作为区域骨干网架逐渐完善。随着华北、华中、华东地区直流落点逐渐密集,换流变合闸操作作为调试、检修等运维工作的常见工况,若因合闸不当引发高峰值励磁涌流,将严重威胁受端交直流系统运行安全。因此有必要结合换流变运行条件,分析合闸励磁涌流特性,制定满足换流变特殊结构、运行工况等多重因素下合闸励磁涌流抑制策略。结合励磁涌流谐波特性,研究励磁涌
学位
报纸
由高架桥和贯通地线组成的高铁综合接地系统是雷击牵引接触网时雷电流的主要泄流通道。泄流过程易引起桥体电位升并在其周围激发出暂态强电磁场,威胁轨旁信号系统安全运行。然而高架桥内部钢筋十分密集、电磁场转换机理复杂,较难建立准确的雷击暂态宽频计算模型,同时桥体电位升及电磁场对信号系统的作用机理也尚不明确。基于上述问题,本文构建了高架桥复杂钢筋结构的简化模型,探究了综合接地系统雷击暂态电磁环境对轨旁信号系统
学位