交直流并联系统相互作用和运行安全特性的分析教学教材.docx
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1、此文档收集于网络,如有侵权请联系网站删除摘要摘要天广直流工程的投运,使南方电网成为我国第一个交直流并联运行互联电 力系统,标志着我国的电力系统和超高压输电技术进入了一个新的发展阶段。 随着高压直流输电技术在我国的广泛应用和西部大开发战略中各项西电东送 工程、全国联网工程的实施,交直流并联系统正成为西电东送和电网互联新的 方式,将不断有新的交直流并联系统在我国出现。与此同时,高压直流输电技 术的广泛应用也将带来一系列技术和管理上的新问题,比如,交直流相互间的 影响和作用较强,它们的动态行为会对整个互联电网的安全稳定运行产生重要 影响。还有,大区电网的发展和互联,在给人们带来巨大利益的同时,也带来
2、 了潜在的威胁,即电网的运行增加了更多的不可预知性。因此,开展交直流并 联系统直流与交流相互作用和相互影响的研究,掌握交直流并联系统的运行特 性和规律不仅对于保证交直流并联系统的安全稳定运行和充分发挥其输电的 潜力有着重要意义,也是当前电力系统研究的当务之急。本文以交直流并联系统中交直流相互作用为研究的重点,将精力放在系统 运行安全特性和系统稳定性方面,主要做了以下工作:(1)基于电磁暂态分析程序PSCADEMTDC,采用与天广直流实际控制 保护相一致的基于单个SIMANDYN D组件的详细的直流控制和保护仿真模型 研究了天广交直流并联系统运行中各种交流、直流系统故障的直流系统动态特 性。本文
3、的研究也是国内第一次采用与实际直流控制保护系统基本一致仿真模 型进行交直流系统相互作用方面的研究。(2)研究了造成直流输电换相失败的原因、影响换相失败的各种因素及 避免换相失败的措施提出了分析交流系统单相接地短路影响直流换相失败的 新方法,并针对天广交直流并联系统,明确了广州逆变站附近交流线路可以正 常采用单相自动重合闸技术。(3)基于NETOMAC程序,建立了计及直流网络的暂态和实际直流控制 系统的详细模型。并结合天广交直流并联运行的实际,研究直流系统故障对系 统暂态稳定性的影响,系统运行条件变化对交直流并联系统稳定极限的影响及 直流双极故障闭锁的安全稳定控制策略。提出了影响交直流并联运行系
4、统暂态此文档仅供学习和交流华囊理工夫学工学薅圭学位论文稳定燃鲍一般特征,可敬有效地指母电网约安全稳定运行控制。 (4)研究了天广直流双侧频率功率调制对改善交叔流并联系统鬻态稳定毪熬佟嚣l,羚绘塞纂子实嚣系统运行方式瓣莹真缝象,鞠嚣,麓予龚型豹嚣掇 系统的非线性直流调制控制器,构建了天广交直流并联系统的直流调制控制 器,势将萁反焉于安际系统进行谤粪及隗较分轿。提出浆蘑零麓双蔼频率谲籁 比非线性直滤调制对实际电网运行有更好的适应性。(5)研究了采用直流调制抑制区域功率振荡的机理和方法,并结合藐圜 南方邀网的筵二个豢滚输锻工程一奏广纛漉工裁熄要投入的南方电嬲实际憾 况。分析其存在的区域振荡模式,提出
5、了可以有效抑制区域功率振荡的直流调 翱整裁嚣,该壹流谲铡控制器凌褒爨广煮浚工露实甄瘦弱。本文敦磅究工终壤 补我国在这方面的空白。关键询 交嶷流并联系统:交壹滚耱互伟羯:获籀失姣;直流调潮;褥态稳定性;区域功率振荡;fl摘要ABSTRACTWith the TianGuang HVDC Transmission Project being put into operation, South China Power System became the first ACDC hybrid power system in China, which is a sign of a new developm
6、ent period for power systems and HVDC technology in ChinaWith the expansion of HVDC transmission lines throughout the country,and the implementation of the proj ects for transmitting power from west to east in the West China Development Strategy,as well as the proj ect of nationwide interconnection
7、o f power grids,ACDC hybrid power system becomesa new method for interconnecting power systems and will come forth continuously in futureHowever,the extensive application of HVDC transmissions in power systems brings a series of new technology problems for power system operation For example,the inte
8、raction between HVAC and HVDC transmission systems is usually intensive,and as a result,the dynamic performance of ACDC hytIrid systems will significantly affect security and stability of the whole interconnected power systemOn the other hand,while expansion and interconnection of power systems brin
9、g electric utilities huge economic benefit,they also bring latent menace that increases the unforeseeable events in power system operations Therefore,in order to assure security and stability of power systems and to adequately use the transmitting ability of parallel ACDC transmission lines,it i s o
10、f significance to investigate the interaction between HVAC and HVDC transmission systems,and to master the operation characteristic of ACDC hybrid power systemMoreover,the study in this area i s also an urgent affair of recent power system researchThe primary research work of this dissertation is to
11、 study the interaction between AC and DC systems,where operation operation security and stability of ACDC hybrid power systems are focused onThe research topics are listed as follows:(1)UsingtheelectromagnetictransientanalysisprogramPSCADEMTDCand the detailed HVDC controland protection systemsimulat
12、ion models thatare1ll华南理工大学工学博士学位论文consistent with actual Tian*Guang HVDC control and protection based on individual SIMADYN D function modules,dynamic performance of HVDC link in TianGuang ADDC hybrid power system was investigated under various AC system faults and DC system faultsThe work presente
13、d in the dissertation is thefirstresearch that uses detailed HVDC control and protection models consistent with the actual HVDC control and protection in China。(2)The reasons causing HVDC commutation failure,various factors affecting commutation failure,and measures adopted to avoid commutation fait
14、ure were investigated,A new method is presented for analysing influence of single phase togroundfault On commutation failureAccording to the actual conditions of TianGuangACDC hybrid system,normal single phase automatic reclosing technique i s confirmed to apply to AC transmission lines near Guangzh
15、ou inverter station(3)Based on NETOMAC program,the detailed HVDC model representing DC line transient and actual HVDC control system was developed。Considering the actual conditions of TianGuang ACDC hybrid system,the influence of HVDC faults 0n the system transient stability,the influence of various
16、 power system operation conditions on the transient stability limit,and stability control strategy under HVDC bipolar fault were investigatedThe general characteristic influencing on transient stability of ACDC hybrid system is presented,which is reasonable tO control power system security and stabl
17、ity(4)The enhancement of transient stability of ACDC hybrid system by HVDC dual frequency power modulation functions is studied,Simulation results based on actual power system operation modes were providedMoreover,the HVDC system modulation controller derived from a nonlinear modulation controller f
18、or a typical twomachine power system is developed to apply to case simulations of the actual power systemThe effectiveness of both modulation controllers is compared,Thisdi ssenation presented that normal dual frequency power modulation is moreapplicable for actual ACtDC hybrid systems than the nonl
19、inear modulation,f5,The mechanism and method for damping interarea power oscillation byfVHVDCmodulation is studiedAccording to South China Power System in which thesecond HVDC project GuiGuang HVDC transmission will be put into operationin 2005,dominant modes of inter-area oscillation is investigate
20、d and thena HVDC system modulation controller which can effectively damp interarea poweroscillation is presentedThe developed HVDC system modulation controller will be used in GuiGuang HVDC transmission,and the research supply a gap for this research area in ChinaKey Words:ACDC hybrid power system;A
21、CDC interaction;commutation failure HVDC modulation;transient stability;interarea power oscillationV华南理工大学 学位论文原创性声明本人郑重声臻:掰呈交酶论文是本人在导费憋指导下独立避 彳予研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容 外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作 蒹。对本文的疆究徽滋重要贡献麓个人和集俸,均已在文中激明 确方式标明。本人亮全意识到本声明的法律后果渤本人承搠。作者签名:西期:oj年章胃万疆学位论文版权使用授权书本学像论文终誊宠全了麟学校有关傈蜜
22、、使耀学位论文的援 定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交谂文的复印件和 电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将 本学往论文的全零或帮势内容编入畜关数据疼进行捡索,茸汉采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口,在年解密后适用本授权粥。 本学馥论文震予不保密嗣。(请在以上相应方框内打“4”)作者攘名:日期:、,年如,ElEl导师签名:El期:渺年占月瓦啜绪论第一章弗一早绪论三百T匕11本课题的背景和意义高压直流输电技术自20世纪50年代兴起后,已经历了50多年的发展, 成为一项日趋成熟的技术I。至1995年,世界上己成功投运的高压直流输电 工程已达62项
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