高压直流输电的建模与仿真分析

哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书学生姓名：陈波学号：0903010930学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化任务起止时间：2013年2月25日至2013年6月20日毕业设计（论文）题目：高压直流输电的建模与仿真分析毕业设计工作内容：1.查阅国内外相关参考文献，要求阅读30篇以上文献，了解当今电力系统的发展状况，及目前研究的热点问题；2.对高压直流输电技术的发展及现状进行综述；3.熟悉并掌握高压直流输电的基本原理；4.熟悉Matlab中Simulik的使用方法及其在电力系统中的实际应用；5.实现对高压直流输电系统的数字仿真；6.对仿真结果进行分析；7撰写论文，准备答辩。资料：1张洪信，赵清海.ANSYS有限元分析完全自学手册.机械工业出版社，20082盛剑霓.电磁场数值分析.科学出版社，19843冯慈章.马西奎.工程电磁场导论.高等教育出版社，2007贺德馨.风洞天平.国防工业出版社，2001指导教师意见：签名：年月日系主任意见：签名：年月日教务处制表哈尔滨理工大学学士学位论文-I-高压直流输电的建模与仿真分析摘要高压直流输电(HVDC)具有线路输送容量大、造价低、损耗小、电力系统间的非同步联网能力强等优点，而且，直流输电不存在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量送电。并且由于高压直流输电具有经济性好，适用于两个不同频率的系统互联，能够远距离大功率输电等优点，这些都决定高压直流输电在将来的输电系统中将起着举足轻重的作用。对于我国来说，直流输电技术在西电东输以及电力系统全国联网工程中将会起到重要的作用。在此背景下，研究HVDC的结构、运行原理及控制方法，对HVDC进行建模与仿真，分析系统的稳态、动态特性等显得非常重要。本文介绍了高压直流输电的历史背景及在国内外的发展状况，分析了高压直流输电的控制基本理论，利用Matlab中的Simulink对HVDC进行建模，并在此模型基础上进行了系统的稳态、直流线路故障、逆变器交流侧单相接地故障及两相接地故障仿真，得出相应的仿真波形，验证了HVDC模型的有效性和正确性。关键词高压直流输电系统；Matlab/Simulink；仿真模型；仿真分析哈尔滨理工大学学士学位论文-II-HVDCModelingandSimulationAbstractHVDCtransmission(HVDC)transmissionlineswithlargecapacity,lowcost,lowloss,electricalsystems,asynchronousnetworkingability,etc.,andthatthereisnoexchangeofHVDCpowertransmissionstability,conducivelong-distancebulkpowertransmission.AndbecauseHVDChasgoodeconomyfortwodifferentfrequenciesSystemsInterconnection,tolong-distancepowertransmission,etc.,whicharedecidedHVDCtransmissionsysteminthefuturewillplayadecisiverole.Formycountry,HVDCtransmissiontechnologyinthewesttotheeastaswellasthenationalpowersysteminterconnectionprojectwillplayanimportantrole.Inthiscontext,researchHVDCstructure,operationprincipleandcontrolmethods,theHVDCmodelingandsimulation,analysissystem,thesteady-stateanddynamiccharacteristicsisveryimportant.ThisarticledescribesthehistoricalbackgroundofHVDCanddevelopmentathomeandabroad,andtoanalyzetheHVDCcontrolbasictheory,useMatlabSimulinkmodelforHVDCandinthismodelbasedonasteady-statesystemDClinefault,theinverterACsidesingle-phasegroundfaultandtwo-phasegroundfaultsimulation,drawthecorrespondingsimulationwaveformstoverifythevalidityandcorrectnessofHVDCmodel.KeywordsHVDC;Matlab/Simulink;SimulationModel;SimulationAnalysis哈尔滨理工大学学士学位论文-III-目录摘要..................................................................................错误!未找到引用源。Abstract............................................................................错误!未找到引用源。第1章绪论........................................................................................................11.1课题背景...................................................................................................11.2高压直流输电的发展概况.......................................................................11.2.1国外高压直流输电的发展概况........................................................11.2.2国内高压直流输电的发展概况........................................................21.3高压直流输电的特点...............................................................................41.3.1经济性................................................................................................41.3.2互联性................................................................................................51.3.3控制性................................................................................................51.4高压直流输电的缺点...............................................................................51.5高压直流输电研究的热点问题...............................................................6第2章高压直流输电控制基本原理................................................................72.1高压直流输电控制系统分层结构...........................................................72.2高压直流输电控制原理...........................................................................92.3高压直流输电控制方式.........................................................................102.3.1换流器触发控制..............................................................................102.3.2换流变压器控制..............................................................................102.4高压直流输电控制系统基本组成.........................................................112.4.1换流器出发控制基本组成..............................................................112.4.2换流变压器分接头控制基本组成..................................................12第3章高压直流输电基本构成和工作原理..................................................133.1直流输电系统的构成方式.....................................................................133.1.1单极系统..........................................................................................133.1.2双极系统..........................................................................................143.1.3背靠背直流系统..............................................................................163.2高压直流输电的基本结构与工作原理.................................................163.2.1高压直流输电系统进本结构与工作原理......................................163.2.2基于晶闸管的12脉动换流单元....................................................17第4章高压直流输电仿真模型的建立与结果分析......................................204.1高压直流输电仿真模型的建立.............................................................204.1.1线路的参数......................................................................................20哈尔滨理工大学学士学位论文-IV-4.1.2整流环节