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《山东大学》 2012年
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计及直流接入的交流系统故障计算方法研究

于春光  
【摘要】:随着现代电力系统的发展,高压直流输电技术的广泛应用将大量的换流站引入系统。直流电力电子装置的接入会引起系统故障特性的变化,与传统的交流系统有很大区别。现有的故障分析计算方法很少考虑交直流的相互作用对交流故障特性的影响,在系统故障下的直流系统元件模型至今鲜见。本文在总结和借鉴国内外相关研究工作的基础上,结合稳态故障计算的要求,探索交流系统发生故障时直流输电系统的动作特性,构建其故障模型,并在此基础上提出了适用于交直流互联系统故障计算方法,并通过仿真验证模型和计算方法的准确性和有效性。论文所做主要工作包括以下几个方面: 1、在广泛调研和查阅国内外相关研究文献的基础上,详细分析和总结了已有的用于潮流、稳定性研究和谐波分析中一些比较成熟的直流输电系统模型的特点及其适用范围,为建立直流系统故障模型提供了条件和有益参考。 2、基于开关函数理论,导出了运行于非对称条件下的换流器的三相开关函数模型。研究换流器在交流系统故障下的谐波特性,充分考虑谐波的影响,计及了其中一些影响较大的非特征次谐波,建立了换流器在序分量坐标和相分量坐标下的故障模型,并通过仿真验证了该模型准确、有效。 3、详细分析了直流输电系统主要控制方式的功能,以及整流侧和逆变侧之间的控制配合关系。研究交流系统故障期间直流控制系统的响应特性,探讨了可能出现的工作模式的变化,考虑到控制系统暂态过程的复杂性以及故障计算的要求,对控制模型进行了简化,针对典型的工作模式和控制特性,分别建立了它们所对应的控制方程。 4、建立了适用于交流不对称故障分析的直流系统相关元件的模型,与换流器模型、控制系统模型一起纳入到整个直流系统的等值模型中,并与交流系统接口,提出了交直流互联系统的故障计算等值电路。结合该等值电路,针对交流系统的序分量网络模型和相分量网络模型,分别将序分量法和相分量法应用于计及直流系统的交流系统故障计算。根据交直流系统接口的描述,交、直流系统之间需通过迭代计算,本文给出了详细的计算步骤。通过仿真证明了两种方法的准确性和有效性。 上述研究工作及成果表明,本文提出的计及直流接入影响的交流系统故障计算方法,计算准确,编程简单,易于计算机实现,为继电保护整定计算及电气设备选择提供了有效的计算方法,有着重要的理论和实际意义。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM744

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【参考文献】
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