柔性直流系统直流故障处理与交互影响研究 (2)

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1、柔性直流系统直流故障处理与交互影响研究ResearchontheFaultHandlingMethodandInteractiveInfluenceinFlexibleDCSystem领域：电气工程作者姓名：李晔指导教师：李斌教授企业导师：李盛伟高级工程师天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要直流输电具有输电损耗小、输送容量大、输电走廊少等优点，在远距离大容量传输

3、电能方面具有突出优势。但是，基于电网换相换流器(LineCommutatedConverter,LCC)的常规直流输电存在换相失败，换流站需安装大量无功补偿装置，投资成本高，不能向无源或弱源网络供电等固有缺陷。基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的柔性直流技术由于具有无换相失败问题、有功无功能灵活控制、无功需求小、无需滤波等突出优势受到国内外专家学者的广泛关注，具有广阔的发展前景。为此，本文针对MMC型柔性直流系统故障分析、故障处理等方面展开了深入的理论研究。首先，结合工程实际可知，由于换流站

4、的快速闭锁，MMC型柔性直流系统直流故障过流水平主要由故障稳态特征决定，因此本文重点分析了柔性直流系统直流故障稳态特征。故障后不控整流稳态阶段将受到桥臂电抗的影响，出现严重的换相重叠。本文分析了可能出现的换相重叠角范围及各自对应的故障场景。针对不同的换相重叠角范围，分析了相应的桥臂导通情况，并据此推导出直流故障后稳态阶段直流电流、电压、桥臂电流、交流电流的精确计算公式。此外，论文提出了交流不对称故障时换流器的序网等效方法，分析了柔性直流系统交流侧故障特征，并讨论了交流故障对直流系统的影响。同时，结合工程实际，本文提出了一种基于双晶闸管的直流故

5、障处理改进方案。与传统的双晶闸管法相比，本文所提方案在故障隔离速度、对系统的影响、故障清除后系统的快速恢复三方面具有突出优势。最后，本文通过大量的仿真算例验证了所提方法的可行性。关键词：柔性直流电网，故障特征分析，故障处理，交互影响I万方数据ABSTRACTDCpowertransmissionhastheadvantageslikelowerpowerloss,largerpowertransmissioncapacityandlesstransmissioncorridors.However,theconventionalDCtransm

6、issiontechniquebasedonthelinecommutatedconverter(LCC)hassomeinherentdrawbacks,suchastheriskofcommutationfailure,thehighinvestment，aswellasweakcapabilityofsupplyingthepassiveorweak-sourcenetwork.TheflexibleDCpowergridbasedontheModularMultilevelConverter(MMC)showsagooddevelop

7、mentprospect,duetotheadvantagesincludingnocommutationfailure,flexiblepowercontrol,norequirementforfiltersandsoon.Therefore,thispapermainlyresearchedthefaultanalysis,faulthandlingoftheMMC-baseddcsystem.Firstly,thispaperanalyzedtheDCfaultstablecharacteristicsofMMC-basedDCsyst

8、em,becausetheMMCwillbeblockedquicklyafterdcfaultsandthusitsovercurrentlevelismainl