【導(dǎo)讀】來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用取得了長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前包括在建工程在內(nèi)，世界上已有近百個(gè)HVDC工程，遍。布5大洲20多個(gè)國(guó)家。它與交流輸電相互配合，構(gòu)成現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)。代，加上當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，直流輸電發(fā)展緩慢并且不受重視。1954年至1972年，發(fā)展階段。1954年瑞典建成世界上第一條工業(yè)直流輸電線。路，標(biāo)志著直流輸電進(jìn)入實(shí)用階段。在這一階段，直流輸電設(shè)備的制造技術(shù)、施工質(zhì)。量、運(yùn)行水平都有了很大的提高。系統(tǒng)互連，遠(yuǎn)距離大功率輸電等多個(gè)方面。70年代前半期才又先后在浙江、上海、北京、西安等地恢復(fù)實(shí)驗(yàn)研究工作。流輸電試驗(yàn)線路。壩至上海的電壓±500kV，傳輸功率1200MW，輸送距離約1045km的高壓直流輸電線路。2020年天生橋至廣州直流。它為系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線，形成了我國(guó)第一個(gè)高壓大容量交直流并聯(lián)運(yùn)行電力系統(tǒng)。展成今日規(guī)模巨大的電力系統(tǒng)。輸電線過(guò)負(fù)荷，其輸送的交流容量遠(yuǎn)低于自然功率。此外，當(dāng)直流線路發(fā)生短路故障時(shí)，同樣也

　　

【正文】 參考電流、以角度表示的第一個(gè)觸發(fā)延遲角、整流器控制 狀態(tài)。如圖 33（ b）所示為逆變側(cè)得到的相關(guān)波形，從上到下依次為以標(biāo)幺值表示的直流側(cè)線路電壓和直流側(cè)參考電壓、標(biāo)幺值表示的直流側(cè)線路電流和實(shí)際參考電流、以角度表示的第一個(gè)觸發(fā)延遲角、最小熄弧角。 圖 （ c）為故障點(diǎn)處的電流波形。 (a)整流側(cè)相關(guān)波形 28 (b)逆變側(cè)相關(guān)波形 (c）故障電流波形 圖 HVDC 系統(tǒng)交流側(cè) A 相線路故障仿真波形圖 注意故障導(dǎo)致直流電壓和直流電流出現(xiàn)了振蕩，故障剛出現(xiàn)時(shí)不可避免的換相失敗現(xiàn)象，直流電流激增到 .。當(dāng) t=， VDCOL將參考電流調(diào)節(jié)到 .,經(jīng)過(guò) 。 逆變側(cè)三相短路 接入三相短路故障發(fā)生器，將故障類型設(shè)置為三相短路，故障時(shí)間設(shè)為 ， 29 波形如圖 所示。 (a)整流側(cè)相關(guān)波形 30 (b)逆變側(cè)相關(guān)波形 31 (c）逆變器交流側(cè) ABC三相電壓波形 圖 HVDC 系 統(tǒng)逆變側(cè)三相線路故障仿真波形圖 當(dāng)逆變側(cè)變壓器交流側(cè)三相對(duì)地發(fā)生故障時(shí) , 整流器側(cè)和逆變側(cè)的直流 線 路電壓、電流 , 和參考電流、觸發(fā)延遲角等各參數(shù)仿真結(jié)果見(jiàn)圖 。 故障發(fā)生后，逆變側(cè)交流 A、 B、 C三相電壓均為 0,；直流電壓迅速下降，線路電流則激增到 .，線路由于直流線路兩端沒(méi)有裝設(shè)直流濾波器 , 使故障期間直流線路電壓、電流有很大的諧波分量。直流電壓 時(shí) VDCOL開(kāi)始運(yùn)作 ,把參考電流降為 0. 3pu； 同時(shí)把觸發(fā)角增大到 112176。 。故障清除后，即在 ，電壓反向，變?yōu)?.，直流線 路電流則為 .，再過(guò) . 逆變側(cè)兩相短路 以 AB 兩相故障為例 ,仿真時(shí)間設(shè)為 ： 32 a).整流側(cè)相關(guān)波形 33 b).逆變側(cè)相關(guān)波形 34 c).逆變器交流側(cè) ABC 三相電壓波形 圖 HVDC 系統(tǒng)逆變側(cè) AB相線路故障仿真波形圖 故障發(fā)生后，逆變側(cè)電流在 激增到 .，電 壓跌為 .。在 ，線路電壓跌落到 .，整流側(cè)線路電流則激增到 .，線路由于直流線路兩端沒(méi)有裝設(shè)直流濾波器 , 使故障期間直流線路電壓、電流有很大的諧波分量。直流電壓 0. 63s 時(shí) VDCOL開(kāi)始運(yùn)作 ,把參考電流降為 0. 3pu。同時(shí)整流側(cè)把觸發(fā)角增大到 111176。，逆變側(cè)把觸發(fā)角降低為 121176。，最小熄弧角降低為 176。此后直流電壓開(kāi)始回升。故障清除后，在 ，再過(guò) . 逆變側(cè)兩相接地短路 同樣以 AB 兩 相為例，仿真時(shí)間 ，相關(guān)波形如下圖所示： 35 a).整流器相關(guān)波形 36 b).逆變側(cè)相關(guān)波形 37 c).逆變側(cè)交流 ABC 三相電壓波形圖 圖 HVDC 系統(tǒng)逆變側(cè) AB 相線路接地故障仿真波形圖 當(dāng)逆變側(cè)變壓器交流側(cè)兩相對(duì)地發(fā)生故障時(shí)，整流側(cè)的直流電壓迅速下降，在 。線路電流則先激增到 .。逆變側(cè)的電壓也下降，在故障時(shí)間段內(nèi)振幅最大為 .。 在 ， VDCOL 檢測(cè)到直流電壓下降，從而把電流參考值置為 .,同時(shí)把觸發(fā)角增大到 113176。，然后直流線路電流下降，在 時(shí)為 0。故障清除后，直流電壓和電流開(kāi)始回升。系統(tǒng)在 . 結(jié) 論 高壓直流輸電系統(tǒng)的 交流 側(cè) 故障時(shí)， HVDC的穩(wěn)定運(yùn)行將遭到破壞， HVDC的控制保護(hù)系統(tǒng)將依據(jù)保護(hù)判據(jù)閉鎖系統(tǒng)。 在設(shè)計(jì)中將高壓直流輸電 系統(tǒng) 運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的 38 交流側(cè) 故障用 MATLAB軟件進(jìn)行仿真分析。與交流輸電相比，由于高壓直流輸電具有經(jīng)濟(jì)性好，適用于兩個(gè)不同頻率的系統(tǒng)互聯(lián)，能夠遠(yuǎn) 距離大功率輸電等優(yōu)點(diǎn)，這些都決定高壓直流輸電在將來(lái)的輸電系統(tǒng)中將起著舉足輕重的作用。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)， 高壓 直流輸電技術(shù)在西電東輸以及電力系統(tǒng)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)工程中將會(huì)起到重要的作用 [31]。 高壓 直流輸電換流站由基本換流單元組成，基本換流單元是在換流站內(nèi)允許獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)行換流的換流系統(tǒng)，主要由換流變壓器、換流器、相應(yīng)的濾波器和平波電抗器以及控制保護(hù)裝置等組成。目前工程上所采用的基本換流單元主要有 6脈動(dòng)換流單元和 12脈動(dòng)換流單元兩種。在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為了完成將交流電轉(zhuǎn)換直流電或?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)化為交流電的 變換，并達(dá)到電力系統(tǒng)對(duì)安全穩(wěn)定及電能質(zhì)量的要求，換流站中應(yīng)該包括的主要設(shè)備或設(shè)施有：換流閥、換流變壓器、平波電抗器、交流開(kāi)關(guān)設(shè)備、交流濾波器和交流無(wú)功補(bǔ)償裝置、直流開(kāi)關(guān)設(shè)備、直流濾波器、控制和保護(hù)以及遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)等。直流輸電系統(tǒng)主要由兩端換流站和直流線路所組成，換流站內(nèi)主要有換流器、直流開(kāi)工場(chǎng)合交流開(kāi)關(guān)場(chǎng)中的一次設(shè)備，以及控制保護(hù)二次設(shè)備。此外，影響直流系統(tǒng)運(yùn)行的還有與兩端換流站相連的交流系統(tǒng)。不同區(qū)域的設(shè)備故障，有其自己的特點(diǎn)，對(duì) 高壓 直流系統(tǒng)的 穩(wěn)定性 影響有所不同。本文中對(duì)其中幾個(gè)比較有代表性的故障在 MATLAB中進(jìn)行了仿真分析。 參考文獻(xiàn) [1] 周樂(lè)榮 .高壓直流輸電的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J].廣東電力， 1997. 39 [2] 舒印彪 .中國(guó)直流輸電的現(xiàn)狀及展望 [J].高電壓技術(shù)， 2020. [3] 彭毅暉 .高壓直流輸電的現(xiàn)狀及展望 [J].大眾用電， 2020. [4] 程江 .高壓直流輸電技術(shù)的特點(diǎn)及在我國(guó)的發(fā)展前景 [J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020，18（ 2）： 2425. [5] 謝小榮 .柔性交流輸電系統(tǒng)的原理與應(yīng)用 [M].北京 :清華大學(xué)出版社， 2020. [6] 林永生 .高壓直流輸 電 [M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1982. [7] 孟祥萍．電力系統(tǒng)分析 [M]． 北京： 高等教育出版社 ,2020. [8] 李興源 .高壓直流輸電系統(tǒng) [M].北京： 科學(xué) 技術(shù) 出版社 ,2020. [9] 毛劍鋒 .HVDC跨國(guó)聯(lián)網(wǎng)輸電系統(tǒng)的全電壓起動(dòng)過(guò)電壓 [J].2020. [10] 王官潔 .高壓直流輸電技術(shù) [M].重慶： 重慶大學(xué)出版社 ,1997. [11] 楊秀 .高壓直流輸電系統(tǒng)換相失敗的仿真研究 [J]. . [12] 艾琳 .高壓直流輸電線路行波保護(hù)的研究 [D].北 京：華北電力大學(xué)， 2020. [13] 朱龍主 .AutoCAD2020教程 [M].科學(xué)出版社 .2020. [14] 王兆安 .HVDCVSC輸電系統(tǒng)運(yùn)行與控制的研究 [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [16] 溫步瀛 .電力工程基礎(chǔ) [M].北京 :中國(guó)電力出版社 , 2020. [17] 戴熙杰 .直流輸電基礎(chǔ) [M].北京：水利電力出版社， 1990. [18] 李瀚蓀 .電路分析第四版 [M].北京 :高等教育出版社 ,2020. [19] 王葵 .電力系統(tǒng)自動(dòng)化第三版 [M].北京 :中國(guó)電力出版社 , 2020. [20] 李興源．高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行與控制 [M]． 北京： 科學(xué)技術(shù)出版社 ,2020. [21] 浙江大學(xué)發(fā)電教研組直流輸電科研組 . 直流輸電 [M].北京：電力工業(yè)出版社 ,1982. [22] 梁旭明 .高壓直流輸電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 [J].電網(wǎng)技術(shù)， 2020. [23] 洪乃剛 . 電力電子、電機(jī)控制系統(tǒng)的建模和仿真 [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. [24] 趙婉君 .高壓直流輸電工程技術(shù) [M].北京 :中國(guó)電力出版社， 2020. [25] 韓民曉 .高壓直流輸電原理與運(yùn)行 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [26] 王中鮮 . MATLAB建模與仿真應(yīng)用 [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. [27] 張德豐 . MATLAB/Simulink建模與仿真實(shí)例精講 [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. [28] 于娜 .MATLAB/simulink電力系統(tǒng)建模與仿真 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [29] 何仰贊 .電力系統(tǒng)分析 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020. [30] 王兆安 .電力電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [31] 馬玉龍 .高壓直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 [D].北京：華北電力大學(xué) ,2020. [32] Hu L， Yacamini R． Harrnonic transfer through converters and HVDC links． IEEE 40 Transactions on Power Electronics， 1992. [33] Szechtman M， Wiess T， Thio C V． First benchmark model for HVDC control studies． Electra， 1991. [34] , ,– FACTS Technique for Converting Existing AC Transmission into HVDC. 2020. [35] Hu， Lihua， Morrison， R． E． Use of modulation theory to calculate the harmonic distortion in HVDC systems operating on an unbalanced supply． Transactions on Power Systems， v12， n2， May,1997. [36] Hammad A E． Analysis of Second Harmonic Instability for the Chateauguay HVDC／ SVC scheme． IEEE Transactions on Power Delivery， 1992， 7.