vsc-mtdc故障特征分析与保护策略研究

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1、硕士学位论文VSC-MTDC故障特征分析与保护策略研究ResearchonFaultAnalysisandProtectionStrategyBasedonVSC-MTDC史迪锋2014年3月国内图书分类号：TM77学校代码：10079国际图书分类号：621.3密级：公开硕士学位论文VSC-MTDC故障特征分析与保护策略研究硕士研究生：史迪锋导师：徐岩副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程专业：电力系统及其自动化所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2014年3月授予学位单位：华北电力大学Classifi

2、edIndex:TM77U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeResearchonFaultAnalysisandProtectionStrategyBasedonVSC-MTDCCandidate：ShiDifengSupervisor：AssociateProf.XuYanSchool：SchoolofElectricalandElectronicEngineeringDateofDefence：March,2014Degree-Conferring-I

3、nstitution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《VSC-MTDC故障特征分析与保护策略研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授

4、权书《VSC-MTDC故障特征分析与保护策略研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以上相应方框内打“√”）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名

5、：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要多端柔性直流输电系统(Multi-terminalDCTransmissionSystembasedonVSC，VSC-MTDC)因其运行方式灵活、可靠等诸多优势，在分布式发电系统并网、新能源发电并网、城市高压直流配电等领域拥有广阔应用前景，是未来直流输电技术的重要发展方向。本文采用理论分析与仿真验证相结合的方法，以多端柔性直流输电控制策略、直流侧故障特征分析以及直流侧故障后的保护策略为核心展开研究。首先，本文分析比较了多端柔性直流系统的接线方式，以及两电平电压

6、源换流器、三电平二极管中性点钳位型电压源换流器以及模块化多电平换流器这三种应用较为广泛的换流器拓扑结构。在推导出多端柔性直流输电系统数学模型的基础之上，结合多端柔性直流输电的应用场合，针对所连不同交流系统设计了满足其稳定运行的单个柔性直流换流站站级控制策略。然后，为了提出具有针对性的直流侧故障保护策略，本文分析了多端柔性直流系统的直流侧正负极间短路故障、单极接地故障、断线故障的故障特征。根据换流器拓扑结构的不同，分两大类进行了理论分析，并且在PSCAD/EMTDC软件中进行了仿真分析。最后，论文在分析了多

7、端柔性直流系统直流线路保护发展的趋势以及现有直流线路保护策略缺陷的基础上，提出了基于小波分析的直流输电线路边界保护算法，并且在PSCAD/EMTDC环境下搭建了一个四端网状多端直流系统模型，仿真数据通过Matlab小波分析包进行处理。仿真结果表明论文所提出的基于小波分析的直流线路边界保护算法能够实现多端直流系统直流侧故障保护的选择性及速动性。论文针对多端柔性直流输电系统直流侧故障所提出的保护策略能够实现系统故障后的快速恢复，有效地提高了多端系统的故障穿越能力。关键词：多端柔性直流输电；直流侧故障分析；小波

8、分析；边界保护IAbstractAbstractVSC-MTDC(Multi-terminalDCTransmissionSystembasedonVSC),whichhasthewideapplicationinrenewableenergygeneration,highvoltageDCdistributionsystemanddistributedgeneration,isthetrendofVSC-HVDC.Compa