混合直流输电系统拓扑结构及关键技术研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sdgvf43g43g3
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
我国一次能源与电力负荷中心呈现逆向分布,“西电东送”、“北电南送”是我国电力输送的重要特点。加之各区域电网地理跨距极大,电网结构复杂,运行方式多样。在这种条件下,采用交流输电实现电力大规模远距离输送存在容量受限、走廊不足以及稳定性等问题。因此,高压直流输电技术(LCC-HVDC)已被普遍认为是解决电力远距离输送的重要技术手段。进一步的,随着全球范围内风电、光伏等新能源发电并网输送的需求增加及其特殊的动态特性,造成交流输电和传统直流输电LCC-HVDC并网方案存在各种技术缺陷。而基于电压源型换流器的柔性直流输电(VSC-HVDC)技术,被认为是解决新能源发电的接入、传输和消纳的更优方案。混合直流输电能够将LCC-HVDC和VSC-HVDC的技术优势相结合,而合理的结合方法即混合直流输电系统的拓扑结构,是混合直流输电能否充分发挥技术优势的关键技术问题。本文以混合直流输电系统为主要研究对象,以其拓扑结构以及在新能源并网的应用为重点开展研究工作,并对多电平换流器的损耗分析软件和多端直流输电物理实验系统开发做了探索研究。论文的主要工作包括以下几个部分:(1)对LCC-HVDC和VSC-HVDC的发展历史和工程建设情况做了简要回顾,针对混合直流输电的拓扑结构、混合多端直流输电和混合直流技术在风电并网的应用3个方面的研究现状进行了归纳和分析。(2)建立了VSC和LCC并联的混合多端直流输电系统模型,设计了系统的控制方法:风电场侧VSC采用交流电压控制,自动吸收波动的风电功率,电网侧LCC采用直流电压下垂控制,实现多点电压控制和直流功率分配;提出了风机与LCC下垂控制协同的快速功率调制方法,可以实现风电场对受端交流电网的一次频率支撑;通过时域仿真,验证了混合多端系统的运行灵活性以及所提出控制方法的有效性。(3)提出了可以连接不同输电类型、不同电压等级直流系统的混合自耦DC变换器的拓扑,设计了其控制方法,分析了其运行原理;提出了VSC直流系统和LCC直流系统通过混合自耦变换器互联,构成多电压等级多端混合直流输电网络的拓扑;通过时域仿真,验证了该混合多端系统的稳态特性以及故障后重启控制方法的有效性,仿真验证了该拓扑在风电并网的2种应用方案。(4)提出了一种改进的VSC和LCC串联拓扑结构,将并联的VSC通过直流线路串联接入LCC正负极换流站的接地极之间,介绍了该拓扑结构的技术优势和运行原理;提出了该拓扑在大规模风电直流汇集和多落点直流馈电的应用方法;通过时域仿真,验证了该拓扑的可行性。(5)提出了一种MMC电磁暂态仿真与解析公式相结合的阀损耗计算方法;设计了PSCAD/EMTD与Matlab相接口的阀损耗计算平台;利用开发的软件计算平台,研究了MMC工频和高频运行下的功率损耗特性。(6)介绍了2电平VSC实验装置的开发过程,包括其主电路结构、检测与控制系统和软硬件保护设计等;将开发的3台VSC实验装置组成三端柔性直流输电物理模拟系统,并设计了每台VSC的控制方法;通过多种工况下的实验结果,验证了实验装置的运行特性以及实验系统的结构与控制方法的合理性和可行性。通过本文的研究,以期为混合直流输电的技术发展和工程应用提供参考。
其他文献
并网逆变器作为可再生能源与电网之间的关键接口设备,其入网电流波形质量与总谐波畸变率是一项重要技术性能指标。为抑制并网电流中由于逆变器侧或电网侧非理想因素导致的低
超级电容器是近些年来发展起来的一种介于电池和传统平板电容器的新型储能技术,其填补了当今快速发展的对储能装置的需求。它具有高功率密度、快速充放电和寿命长等优点,其可
超级电容器因其优异的倍率特性、循环稳定性和安全性而备受关注,然而多数材料的三维颗粒特征使得其无法在高倍率下提供应有的容量,限制了电容器的性能改善和应用领域。因此开
本文选取山西省作为资源型省份的代表,运用PATH-STIRPAT模型,基于1990—2010年的时间序列数据,实证分析资源型省份碳排放的驱动力。结果表明:人口、富裕度、产业结构、能源效
坚持和发展中国特色社会主义,需要有社会主义核心价值观的引导。党的十八大报告提出"三个倡导",强调要"积极培育和践行社会主义核心价值观"。进一步凝练和概括社会主义核心价
本文简要阐述了完善创业板退市制度的意义,并对创业板新旧退市制度作了比较,针对新退市制度存在的问题提出了完善建议。
<正>急性肠系膜上动脉栓塞(acute superior mesenteric artery embolism,ASMAE)是急性肠系膜上动脉缺血(acute superior mesenteric artery ischemia,ASMAI)的特殊类型之一,
在日益激烈的市场竞争下,如何对企业的成本进行管理是管理工作的重点,而且对于最直接的基层的管理工作我们应当有更新颖,更加有创造性的管理方法。我将从基层的几个管理的细
直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种比能量高、环境友好、启动迅速的便携式移动电源,是21世纪最为重要的新能源技术之一。目前,甲醇燃料电池中使用的催化剂,综合性能最好的主要是P
燃料电池是继火电、水电和核电之后的第四代发电技术,它是一种是一种直接将化学能转化为电能的电化学发电装置,具有能量转化率高、对环境影响小、燃料多样化、快速启动、无机