基于matlab系统的hvdc系统设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于matlab系统的hvdc系统设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

，可以利用降低电压运行和再启动来解决故障，对错误的响应速度快，不受稳定性的制约。 （ 3）过负荷能力 在大多数情况下，交流输电线路的持续运作能力较强，可以长时间稳定工作。 因为相对于正常输送的功率，发热条件下 限制的最大的连续运行电流要大得多，稳定极限往往控制着它的最大输送容量。 直流线路也具有一定的过负荷能力，受到制约的通常是换流站。 一般分 2h 过负荷能力、 10s 过负荷能力跟固有过负荷能力等。 前两者葛上的直流工程分别为 10%和 25%，后者因环境温度不同而不同。 总而言之，就过负荷能力来说，交流具有更大的灵活性。 直流线路如果需要更大的过负荷能力，就一定要在设备选型时预先考虑。 （ 4）利用直流输电的调节作用能够提高交流系统的稳定性 由于直流输电系统的响应速度快，因此利用其调节功能可以十分有效地提升交流系统的稳定性 ，从而可以解决交流系统中可能出现的问题。 一个有名的美国交流直流并列运行线路（ BPA500kV）项目中， II 回，总长度为 1521km 的交流输电线路的总输送功率为 2860MW，平均下来，每 I 回的输送功率为 1430MW。 由此可见，直流输电系统的调节作用对于系统的稳定性有着非常重要的作用。 （ 5）潮流和功率控制 交流输电中需要对负荷以及发电机的运作方式进行调度，对网络参数进行调整，这些都需要值班人员参与，但是人为的控制无法实现精确的控制结果，不过直流输电可以避免这种问题，因为所有的控制都可以自动完成。 （ 6) 短路容量 交流互联的情况下，互联两端系统的短路容量都将增加，此时原有的断路器的性能可能不足以满足系统的要求，其结果可能是需要更新设备以满足遮断容量的需求。 但是，直流互联时，无论在哪里发生了故障，在直流线路上增加的电流都不是很大，所以不增加交流系统的短路容量。 （ 7）调度管理 因为通过直流线路互联的两端交流系统可以拥有各不相同的频率，输送的功率亦可保持恒定。 对送端来说，整流站就相当于交流系统的一个负荷。 对于受端而言，逆变站就类似于交流系统的一个电源。 互相之间的干扰和影响都不大，运行和管 理简单方便，受到了电力管理和运行部门的欢迎。 对我国目前发展的跨区域互联、合同售电、合资发电等形成的联合电力系统非常合适。 （ 8）线路走廊 以 500kV 为标准电压来考虑，直流输电线路长度为 40 米左右，而交流线路的长度则为 50 米左右。 但是，从输送容量的角度来看，直流线路大于是交流线路的两倍。 线路走廊的长度略短，而且输送容量是两倍，所以直流输电的传输效率要比交流传输高出两倍还多。 高压直流输电的历史及国内外现状 换流技术对直流输电技术的发展有着非常重要的作用，尤其是大功率、高电压的换流 设备的发展对其有着更为重要的影响。 第一阶段：汞弧阀换流时期 1901 年发明的汞弧整流管只能用于整流。 1928 年具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，它不仅可以用于整流，而且也解决了逆变问题。 由此大功率汞弧阀使直流输电成为现实。 不过汞弧阀制造技术有着诸多缺点，比如维护困难、成本较高、稳定性差、技术复杂、逆弧故障率高等，这些缺点制约了直流输电技术的进一步发展和广泛的应用。 第二阶段：晶闸管阀换流时期 上世纪七十年代后，在微电子领域中各项技术的出现和进步，对换流设备的改进有了重要的影响。 高压大功率晶闸管 的出现就是其中重要的一环，代表了一个时期的出现。 晶闸管换流阀配合计算机控制在很大程度上提升了整个系统的性能和稳定性，让整体的换流效率有了更大的提升，使得直流输电技术有了进一步的发展。 第三阶段：新型半导体换流设备的应用 90 年代以后，绝缘栅双极型晶体管（ IGBT）开始被广泛运用于换流设备当中并取得很大的成功。 在 1997 年的瑞典，世界上第一个在电压源换流器中采用 IGBT 的直流输电项目投入使用并取得成功。 北欧地区的 Estlink（海底电缆工程）是当前世界上最大的轻型高压直流输电系统，该系统的出现也是得益 于 IGBT 的应用。 Estlink 标称的运行电压为，传输容量 350MW ，电缆全长 105km 该工程的额定向分别为：电压： 150kV，容量 350MW，电缆长度 105km。 我国直流输电的发展 1989 年，我国自行研制的舟山直流输电工程 (士 l00kV， 100MW， 54km)投入运行；葛洲坝 — 上海 (葛上线 )是我国的第一个高压直流输电工程（177。 500kV， 1200MW， 1064km） 1990 年投运。 90 年代下叶，开始建设三峡 — 常州直流工程、三广直流工程和贵广直流工程。 向家坝 上海177。 800 千伏特高压直流输电示 范工程起于四川复龙换流站，止于上海奉贤换流站。 额定输送功率 640 万千瓦，最大输送功率 700 万千瓦；直流输电线路途经八省市，全长约 2020 公里。 近期即将开工的直流输电工程： （ 1） 呼盟－辽宁直流工程，此工程计划近期开工。 这是我国第八个长距离、大容量高压直流输电工程。 该工程的各直流项的额定值分别为：电压： 500kV，电流 3kA，功率3000MW。 直流线路西起内蒙呼盟、东至辽宁沈阳，全长约 908km。 通过此工程，内蒙地区的富裕能源将源源不断地送往东北工业基地。 （ 2） 宁东－山东直流工程，这将是是我国第 九个长距离、大容量高压直流输电工程。 也是第九个西电东送的高压直流输电工程。 该工程的各直流项的额定值分别为：电压：500kV，电流 3kA，功率 3000MW。 直流线路西起宁夏银川、东至山东潍坊，全长约1043km。 目前正处于规范书编制阶段。 通过此工程，西北地区的富裕能源将源源不断地送往东部工业基地。 第 2 章 VSCHVDC 系统的基本结构和工作原理 VSCHVDC系统的基本结构 VSCHVDC 系统的基本结构如下路所示，其基本元件将在下面介绍。 图 VSCHVDC 系 统结构图 VSCHVDC 的基本结构主要是由这几个部分设备组成： a 直流电容器的部分、b 六脉动换流桥的部分、 c 交流侧滤波器的部分和 d 用来保护环流器的部分的设施。 换流阀由 IGBT 元件串联组成，每一个元件都有一个反并联二极管。 为了让串联元件在导通和关断的时候能够得到均匀的动态电压分布，配有专门的触发设施，每个元件上海并联有均压回路。 低电位的控制系统产生控制信号，通过光电转换，使用光导纤维传输到高电位的 IBGT 上去，完成对换流阀的控制。 换流阀使用去离子水进行。