基于matlab系統(tǒng)的hvdc系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(已改無錯(cuò)字)
2022-10-09 15:18:12 本頁面
【正文】 冷卻。直流電容器能夠給關(guān)斷電路提供一個(gè)路徑，這 個(gè)路徑是低電感的，于此同時(shí)又能為潮流控制存儲能量，不僅如此，還可以減少直流側(cè)的諧波分量。換流電感器兩端的電壓大小確定換流器轉(zhuǎn)換的功率大小，通過改變換流橋交流側(cè)輸出電壓的相位幅值，可以對有功和無功進(jìn)行控制。換流站還可以省去換流變壓器很直流濾波器，在交流側(cè)只需要安裝小容量的高通濾波器就可以滿足濾波的要求。 VSCHVDC 系統(tǒng)的基本原理 VSCHVDC 系統(tǒng)的原理圖如下圖所示 : 圖 柔性直流輸電單線原理圖 (1)為了能夠給逆變器提供一定的電壓支持，我們給直流一側(cè)并聯(lián)了大電容， 除此之外這一設(shè)置還有緩沖橋臂的關(guān)斷沖擊電流和減小直流一側(cè)的諧波等作用； (2)換流電抗器是 VSC 與交流側(cè)能量交換的紐帶同時(shí)也有濾波的作用 (3)交流濾波器的作用是濾去交流側(cè)諧波 (4)由并聯(lián)了反向二極管的 IGBT 組成的電壓源換流器有兩個(gè)主要的作用：充當(dāng)主回路的作用以及續(xù)流和保護(hù)的作用。 換流器和電網(wǎng)之間傳輸電量的有功功率 P，及無功功率 Q，在忽略諧波分量的情況下分別為（設(shè)換流電抗器是無損耗的） : ?sin1XUUP CS? ? ?1coX sUUUQ CSS ??? 式中，為換流器輸出電壓的基波分量；為交流母線電壓基波分量；為和之間的相角差；為換流電抗器的電抗。 ? 和 CU 分別用來決定有功和無功功率的傳輸，換流器通常采用脈寬調(diào)制（ PWM）控制技術(shù)。 CU 由換流器輸出的 PWM 電壓脈沖寬度控制， ? 就是 PWM 的調(diào)制波相角。 ? 決定了有功功率的傳輸，控制 ? 就可以控制輸送功率的大小和直流電流的方向， m 決定了無功功率的傳輸，控制 m 就可以控制 VSC 吸收或發(fā)出無功功率及其大 小。 尤其當(dāng) ? ＝ 0 時(shí) VSC 只發(fā)出無功功率，當(dāng) ??????? CS UUosarc?時(shí) VSC 以單位功率因數(shù)運(yùn)行。 VSCHVDC 系統(tǒng)的控制 VSCHVDC 系統(tǒng)換流器的基本控制方式 （ 1）定直流電壓控制方式，用來控制輸送到交流側(cè)的無功功率和直流母線電壓； （ 2）定直流電流（功率）控制方式，用以控制輸送到交流側(cè)無功功率和直流電流（功率）； （ 3）定交流電壓控制 方式（適用于向無源網(wǎng)絡(luò)供電），只控制交流側(cè)母線電壓； （ 4）變頻率控制方式（適用于與風(fēng)力發(fā)電廠連接或黑啟動），用來控制交流側(cè)頻率。 通常對于一個(gè)兩端 VSC– HVDC 系統(tǒng)，必須有一端采用定直流電壓控制方式。 VSCHVDC 系統(tǒng)的特點(diǎn) 由 IGBT 組成的電壓源換流器的高壓直流輸電具有的特點(diǎn)是： （ 1）可以減少換流站的設(shè)備、優(yōu)化換流站的結(jié)構(gòu)。使用由 IGBT 組成的換流器的高壓直流輸電可以替換流站節(jié)省直流濾波器、換流變壓器、無功補(bǔ)償設(shè)施、平波電抗器、及簡化的交流濾波器，即使換流站有直流電 容器和換流電抗器?？偠灾?，換流站設(shè)施減少了，結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。對小容量低電壓的換流站來說，方便采購模塊式結(jié)構(gòu)，減少工程造價(jià)，提高可靠性，減少施工周期，經(jīng)濟(jì)上具有非常好的競爭性。 （ 2）由于使用了新的換流器，使得輸電工程具備了良好的運(yùn)行性能，例如兩端換流站可以快速獨(dú)立地進(jìn)行有功和無功的調(diào)節(jié)來達(dá)到交流系統(tǒng)的要求；減少系統(tǒng)的短路功率；可以向無源負(fù)荷點(diǎn)輸電，諧波性能好等。 （ 3） VSCHVDC 可以使用傳統(tǒng)的架空路線，但是采用地下線纜更能使效益充分發(fā)揮出來。在很多環(huán)境下電纜的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于架空線路的成本，而 且使用電纜更能滿足環(huán)境的要求 （ 4）跟傳統(tǒng)的交流和就地發(fā)電相比來說，除了有成本優(yōu)勢以外， VSCHVDC 還能夠提供高質(zhì)量的電能。 （ 5） 使用可控關(guān)斷型的電力電子器件和 PWM 技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率和無功功率的獨(dú)立控制。 （ 6）可以向無源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電。 （ 7）在海邊，退潮漲潮（即潮流反轉(zhuǎn)）時(shí)，雖然直流電流變的與原來相反，但是電壓的極性并不變，而且環(huán)流器不需要輔助設(shè)施或者通信，這樣的特性使它適于組建并聯(lián)的多端直流輸電系統(tǒng)。 (8)柔性直流輸電系統(tǒng)之所以能夠提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性和攻角 穩(wěn)定性，是因?yàn)樗軌蜉斔陀泄β剩粌H如此還能實(shí)現(xiàn)無功功率的緊急支援。 (9)模塊化設(shè)計(jì)大大縮短了柔性直流輸電的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和調(diào)試周期。 VSCHVDC系統(tǒng)的應(yīng)用場合 VSCHVDC 系統(tǒng)的應(yīng)用場合如下： (1)向城市送電。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，城市的用電量急劇增加，線路走廊發(fā)生了較大的困難，使用 VSCHVDC 系統(tǒng)輸電和新型地下電纜是一種可行的方法。 (2)向遠(yuǎn)方的孤立負(fù)荷點(diǎn)輸電。例如：可以代替海島上柴油發(fā)電機(jī)的不便，用VSCHVDC 系統(tǒng)與海底電纜向沿海遠(yuǎn)方的孤立 小島的輸電。 (3)新型環(huán)保再生能源的開發(fā)（比如低水頭小型水電站、風(fēng)力發(fā)電站） (4)應(yīng)用于相同額定頻率的交流系統(tǒng)或者不同額定頻率系統(tǒng)之間的非同步運(yùn)行； (5)直流環(huán)網(wǎng)供電 (6) 提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。 第 3 章 VSCHVDC 系統(tǒng)仿真及仿真結(jié)果分析 VSCHVDC 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)情況仿真 利用 Matlab 軟件在 Simulink 環(huán)境下進(jìn)行仿真。模型參數(shù)如下：交流系統(tǒng)參數(shù)為230kV， 2020MVA， 50Hz；整流器逆變器全部都使用 IGBT 的三電平 NPC 電壓源換流器，電壓源換流器參 數(shù)為 200MVA， +/100kVDC；調(diào)制方式是正弦脈寬調(diào)制 SPWM，載波頻率是基波頻率的 27 倍， 1350Hz；直流線路長度是 75km，如下圖所示。 圖 VSCHVDC 系統(tǒng)仿真模型 在穩(wěn)態(tài)情況下，也就是沒有任何擾動的情況下，電壓源換流器交流側(cè)的電壓電流都應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的正弦曲線，同時(shí)直流側(cè)電壓應(yīng)該類似呈一條直線。各波形圖如下。 圖 VSC1 交流側(cè)電壓電流 圖 直流側(cè)電壓 圖 VSC2 的交流電壓電流 在 t= 秒的時(shí)候，交流系統(tǒng) 1 發(fā)生了 。在 t= 秒的時(shí)后，換流站 2 的地方發(fā)生了三相接地故障。換流站 2 直流側(cè)功率及電壓變化和換流站 1 的有功無功變化如下圖所示。 圖 有功無功功率變化 圖 直流側(cè)電壓以及直流線路有功傳輸變化 圖形顯示在 t= 秒發(fā)生階躍變化的時(shí)候，換流站 1
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1