随着传统高压直流输电容量的不断增大,受端系统电压支撑能力对高压直流发 展的限制越來越突出,这也阻碍了高压直流输电的应用。特大容量、超长距离电力 输送需求的增长使得传统两端直流输电方式不能满足要求。鉴于此,本文创新性提 出高压直流输电多端馈入的接线方式,并通过稳态、暂态特性分析证明其可行性。 本文第一章从选题背景和课题意义出发,对换流器件及直流输电技术的发展进 行概括,并总结髙压直流输电馈入方式的研究现状。为了对高压直流多端馈入方式 进行深入研究,本文第二章给出了高压直流的详细结构图,巧细介绍控制系统,基 于PSCAD/EMTDC搭建高压直流输电多端馈入仿真模型,并利用邱timumRun对 控制系统的PI参数进行优化。 根据节点阻抗矩阵推导出不同馈入方式下的受端系统短路比,理论分析不同馈 入方式的系统稳态特性,并进行对比。W向上和德宝直流工程为算例,比较不同馈 入方式下的受端系统短路比及功率传输特性曲线,通过稳态特性验证多端馈入的优 势及可行性。从直流联网、系统扩建等方面给出了各种馈入方式的优缺点。 第四章从后动特性、换流站交流侧短路接地、直流线路故障等多个方面分析高 压直流输电多端馈入系统的暂态特性,给出详细的系统响应机理,并进行仿真,通 过暂态特性分析验证多端馈入的可行性。不同于点对点高広直流输电,当整流站作 为电压控制站时,高压直流输电多端馈入具有更好地启动特性及暂态响应特性。 关键词:高压直流输电;多端馈入;稳态特性;短路比;暂态特性; I华北电力大学硕±学位报告 Abstract Withunceasi打gincreaseoftraditionalHVDCtransmissioncapacity,itbecame moreandmoreobviousthatthevoltagesupporti打gabilityofreceivinge打dpower sys化mrestrictsthedevelopme打tofHVDCpowei■化a打smission,whichalsoblocks theapplicationofHVDC.So化at化aditionalHVDCtransmissio打cannotmeetthe grow化inpowerdema打dofultra-highcapacitya打duUra-lo打gdistance.Becauseof these,arnuUMemidnalfeedforHVDCisproposedinnovativelyinthispaper. S化ady-stateandtransientcharacteristics2ireanalyzed化certifyitsfeas化ility. Firstly,beganwithbackgrou打dandsignifica打ceofthispaper,化e化chnologyof commutatio打devicesandffVDCaregeneralized.Meanwhile,化eprese打tresearch situatio打areCO打eluded.Tostudymulti-terminalfeedforHVDCindep化,structure andcontrolsystemareintroducedindetail.BasedonPSCAD/EMTDC,simulation modelformulti-terminalfeedforHVDCisbuilt.PIparametersofcontrollerare optimizedwithOptimum民un. Accordingtonodalimpedancematrix,short-circuitratiosof化ereceivingend systemunderdifferentinfeedmodesarederiveda打dthecon化astiveanalysisoft:hem areperformed.Taki打g±800kVUHVDCtransmissio打projectfromXia打gjiabato Shanghaia打d±500kVHVDCtransmissionprojectfromDeya打gtoBaojias examples,theshort-circuitratiosof化ceivingendsystemsandpowertransfer characteristiccurvesunderdiffere打tinfeedmodesarecomparedtovalidatethe superiorityofmulti-termi打alfeed.Fromtheaspectsofthei打ter-connectio打,the controlstrategies,theextensiona打dtheCO打structioncostofHVDC化a打smissio打 system,theadva打化gesa打ddisadvaa化gesofvariousi打feedmodesarelisted. Inthefourthchapter,start-upandac/dcshortcircuittogroundareanalyzed. 民espo打semechanismformulti-terminalfeedaregivenindetailandareveri行edby transie打tcharacteristicssimulation.Concludedthatmulti-terminalfeedcanget betterstart-upandtransientcharacteristicswhenrectifierstationworksasvoltage station,whichisdifferentfromtraditionalpointtopointHVDC, Keywords:HVDCpowerti＊ansmission;multi-化rminalfeed;s化ady-state charac化ristics;short-circuitratio;化ansientscharacteristics. !l目录 摘SI AbstractII 第1章绪论1 1.1引音 1 1.2课题背景及其研究意义 1, 1.2.1选题背景 1 1.2.2研究意义 2 1.3换流器件的发展 2 1.4直流输电技术在我国的发展应用 3 1.5高压直流输电馈入方式研究现状 5 1.5.1传统高压直流输电 5 1.5.2新型高压直流输巧 6 1.5.3多端高压直流输电研究 6 1.5.4多馈入直流输电研究 7 1.5.5高压直流输电多端馈入的引出 7 1.6本文主要工作 8 第2章多端馈入高压直流输电建模 10 2.1高压直流输电的构成 10 2.2直流控制系统基本控制特性 12 2.3高压直流输电多端馈入一次系统模型 14 2.3.1高压直流输电系统结构 14 2.3.2高压直流输电系统多端馈入模型 16 2.4高压直流输电多端馈入控制系统模型 18 2.4.1换流器触发控制(ConverterFiringControl,CFC) 18 2.4.2电流控制放大器(CurrentControlAmplifier,CCA) 19 2.4.3低压限流(VoltageDq>endentCurrentOrderLimiter,VDCOL)21 2.5高压直流输电多端馈入系统参数 23 2.6换流站控制器PI参数优化 24 2.7本章小结 25 第3章多端馈入高压直流输电稳态特性分析 % 3.1离圧直流输电各种馈入方式下的短路比 % III3.1.1高压直流输电单端馈入方式短路比 26 3丄2高压直流输电多端单层馈入方式 27 3.1.3高圧直流多端分层馈入方式 28 3.2比较各种馈入方式的短路比 31 3.3算例分析 33 3.4高压直流输电各种接入方式的优缺点 35 3.5本章小结 36 第4章多端馈入高压直流输电曾态特性分析 巧 4.1高压直流输电多端馈入的启动特性 37 4.2换流站交流侧故障 38 4.2.1换流站交流侧单相短路接地故障 39 4.2.2整流站交流侧H相短路接地故障 43 4.2.3逆变站交流侧H相短路接地故障 44 4.3直流线路故障 48 4.4本章小结 49 第5章总结与展望 51 5.1本文工作总结 51 5.2未来工作计划 52