基于LCC和VSC的混合直流輸電技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代社會的發(fā)展離不開電能，而將電能送到千家萬戶則離不開高效而經(jīng)濟(jì)的輸電方式。早期的交流輸電在大規(guī)模、遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)存在穩(wěn)定性及容量限制等問題，因此直流輸電技術(shù)逐漸得到重視和發(fā)展。傳統(tǒng)的直流輸電采用相控?fù)Q流器（Line Commutated Converter，LCC），雖然傳輸容量大，運(yùn)行可靠，但存在諸如易換相失敗、無功功率消耗大及不能運(yùn)行于極弱的交流系統(tǒng)等不足。而隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，基于電壓源換流器（Voltage Source C

2、onverter，VSC）和脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）的柔性高壓直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)愈發(fā)成熟，它不但對交流系統(tǒng)強(qiáng)度沒有要求，而且運(yùn)行靈活，但也有如開關(guān)損耗較大、造價(jià)高的不足。本論文研究了一種結(jié)合LCC和VSC的混合直流輸電技術(shù)，該輸電方式對兩種換流器進(jìn)行了優(yōu)勢互補(bǔ)，具有廣闊的發(fā)展前景。
　　本文首先對混合直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)——LCC-HVDC和VSC-HVDC進(jìn)行了分析，通過C

3、IGRE直流輸電標(biāo)準(zhǔn)測試模型驗(yàn)證了其易換相失敗的特性，指出了LCC換流器的不足；對于VSC-HVDC系統(tǒng)，分別建立了其換流器在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并以此設(shè)計(jì)了幅相控制和矢量控制方法下的控制模型。接著在以上分析的基礎(chǔ)上，選取一端LCC換流器一端VSC換流器，構(gòu)成混合雙端直流輸電系統(tǒng)（Hybrid-HVDC），對其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理尤其是控制策略進(jìn)行了研究，并搭建了相關(guān)模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。本文最后研究了一種新型的輸電技術(shù)——混合多端輸電系

4、統(tǒng)（Hybrid-MTDC），它可由Hybrid-HVDC拓展而來，借鑒傳統(tǒng)多端輸電系統(tǒng)的運(yùn)行原理與控制模式，并根據(jù)其自身特性進(jìn)行適當(dāng)修改，通過在暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC中對不同工況進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了該系統(tǒng)及所設(shè)計(jì)控制策略的可行性與有效性。此外，本文還將混合多端直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用于大容量風(fēng)力發(fā)電中，對相應(yīng)控制方式進(jìn)行調(diào)整，采用一種改進(jìn)的新型雙饋感應(yīng)電機(jī)（DFIG）結(jié)構(gòu)，以提高風(fēng)場的低壓穿越能力。綜上所述，混合直流輸電技術(shù)兼具傳統(tǒng)直