基于matlab的超高压直流输电系统仿真研究

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1、基于MATLAB的超高压直流输电系统仿真研究

2、第1内容加载中...lunulink对某高压直流输电系统进行建模，并在此模型基础上进行了动态仿真，分析了系统的稳态特性和动态特性，同时对系统中的几种常见故障进行了仿真。仿真结果与实际现象相同，为今后对HVDC系统进行辨识、控制和故障诊断提供了支持。　　0引言　　自从1954年世界上第一条工业性的高压直流输电线路投运以来，随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的发展［1,2］，超高压直流输电系统（HVDC）日趋完善。我国的葛洲坝—上海直流输电工程于1989年投入运行，此后又相继投运了天生桥—广州等HVDC工程。随着三峡工程的建设，国家

3、在“十五”期间要建设并投运的HVDC工程有6项，“十五”后还将建设超过10条的超高压直流输电线路。在此背景下，研究HVDC结构、运行原理及控制方法，正确进行HVDC仿真，进行交、直流潮流计算，分析系统的稳态、动态特性等，已显得非常重要。1Simulink仿真环境　　MATLAB软件包下的Simulink可以仿真线性或者非线性系统，并能够构造连续时间或离散时间的系统。它具有良好的用户界面，只需要从模块库中调用相应的模块进行搭建，然后修改其参数就可以完成系统的建模。　　Simulink库浏览器中包括［3］：信号源模块组（Sources）、输出池模块组（Sinks）、连续模块组（C

4、ontinuous）、离散模块组（Discrete）、数学运算模块组（Math）、非线性模块组（Nonlinear）等。另外还有神经网络、模糊控制、电力系统等模块。　　电力系统模块（PoBlockset）包括：①连接部分（Connectors），其中包括各种地及连接线型;②电源（ElectricalSources），其中包括交、直流电源;③元件（Elements），其中包括RC滤波线路、RLC负载和变压器等;④扩展库（ExtraLibrary），其中包括直流电机、控制模块、离散测量、离散控制模块、测量、三相库;⑤电机（Machines）;⑥测量（Measurement），其中包

5、括电流、电压互感器等;⑦电力电子（Poouseg(this)">2HVDC的建模　　本文建立了一个单极12脉冲的HVDC模型，如图1所示。通过1000MVA（R=26.07Ohms,L=48.86mH）、50Hz的电力系统向另一个345kV、10000MVA(R=6.205Ohms,L=13.96mH)、50Hz的电力系统输送电力。整流桥和逆变桥均由两个通用6脉冲桥搭建而成。交流滤波器直接接在交流母线上，它包括11次、13次和更高次谐波等单调支路，总共提供600Mvar的容量。　　直流系统调节特性如图2所示［4］。整流侧由定电流特性和定αmin特性两段组成，分别对应图中BC段

6、和AB段，A′B′是交流电压降低或者故障时的定αmin特性。逆变侧由定电压de段、定电流段fh和VDCOL决定的ef3段组成。整流侧和逆变侧都使用PI调节器进行控制。正常时，整流侧根据PI调节器电流给定Id-ref决定运行电流。逆变侧根据PI调节器的电压给定Vd-ref控制逆变侧电压恒定，也就是工作在图中的e点。当交流侧电压下降或者发生故障时，整流侧工作在最小触发角αmin特性，而逆变侧控制线路电流恒定在Id-ref-IΔ,如图2中的g点。逆变侧控制电流时比整流侧小IΔ,设置这个电流裕度是为了避免两侧定电流特性重叠而引起运行点不稳定。该模型能够实现电流给定值Id-ref随直流

7、电压Vd的大小而变化的功能，该功能被称为VDCOL。依赖于此功能，能够防止电压降低时的换相失败，并有利于电压扰动后直流系统的迅速恢复。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">3HVDC系统的起停仿真　　直流输电系统的起动、停运采用

8、逐渐升压、降压的方式，以避免产生过电压。整流侧、逆变侧起动、停运的仿真结果如图3、图4所示［5,6］。从图中可知，直流电流Id在0.4s时达到给定值2000A，在0.6s时开始下降，在0.8s时降为0。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">4HVDC系统的故障仿真　　在这里，本文将对HVDC系统中经常出现的