1. 研究目的与意义
我国资源分布的特点决定了西电东输的模式,而西电东输要求传输的容量很大,传输距离很远,所以比较依赖直流输电。
自1980以来,我国开始建立传统换相型高压直流(Line Commutated Converter High Voltage Direct Current,LCC-HVDC)输电系统,并成功应用于实际电网中。
虽然电网换相换流器高压直流输电(LCC-HVDC)适用于远距离、大功率电能传输,但是由于系统采用的半控型器件,无法避免换相失败的问题。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:1、研究整流侧LCC的拓扑结构,运行原理及其控制策略2、研究逆变侧VSC的拓扑结构,运行原理及其控制策略3、研究LCC与VSC混合直流输电系统的拓扑结构,运行原理及其控制策略。
4、搭建仿真模型,验证控制策略的有效性。
难点:1、分别搭建基于LCC与VSC的直流输电系统仿真模型。
3. 国内外研究现状(文献综述)
不同输电方式常规比较对比内容 交流输电 传统直流输电 柔性直流输电组成结构 变压器、交流线路、无功补偿设备等 换流变、无功补偿设备、直流线路、滤波器、平波电抗器等 换流变、换流阀、直流电容、直流线路等最大传输水平 350MW/240kV 8000MW/800kV 1000MW/350kV技术基础 - 半控器件(晶闸管) 全控器件(IGBT等)对系统影响 增加短路容量 不增加短路容量 不增加短路容量功率反转速度 快 慢 快有功无功控制能力 均不可控 仅有功可控 均可控联网要求 须同步 可非同步互联、不能向弱交流系统或无源系统供电 可非同步互联、能向弱交流系统或无源系统供电经济性 线路造价高、损耗大、变电站费用低、输电容量小且距离短 线路造价较低、损耗较小、换流站费用高、容量大且距离长 线路造价低与常规直流、损耗大、换流站费用高、容量和输电距离介于前两者应用场合 现广泛应用于输配电网络 大容量远距离有源网络输电 城市电网增容、远距离无源网络、分布式电源和风力接入等根据以上比较,虽然基于LCC换流器的传统直流输电和基于VSC换流器的柔性直流输电都有很大利用空间和发展前景,但也存在着各自的不足。
目前一种较为新型的输电技术是在同一套输电系统内,同时使用LCC换流器与VSC换流器,从而构成混合直流输电系统(Hybrid-HVDC),这样的系统结构理论上可,以实现二者的优势互补,同时最大限度地避免了两类换流器的不足。
一般情况下混合直流输电系统多采用整流侧LCC换流器、逆变侧VSC换流器的结构,该结构对于受端交流系统的运行特性具有优化作用,同VSC-HVDC相比,损耗与投资也降低很多。
4. 研究方案
、高压直流输电系统分类1.1、单极系统因回流电路的不同,单极系统可分为一线一地制和两线制。
该系统线路结构简单,可作为小容量传输系统使用,或者双极线路在一极发生故障时,作为一种临时的运行方式。
单极系统主要用于高压海底电缆直流工程。
5. 工作计划
第一周至第三周:熟悉所选课题,就该课题与老师进行前期沟通,对课题有个初步的认识,完成一篇外文翻译,阅读相关论文,对自己的论文有初步的规划,并将研究现状及研究内容编写形成文字材料,提交开题报告第四周至第六周:查阅与课题相关的文献,深入了解本课题的研究现状、研究内容及研究方法,并学习熟练掌握画图仿真软件,完成中期检查第七周至第九周:深入研究LCC、VSC及两者混合直流输电的工作原理、控制策略等并进行深入仿真研究,采用MATLAB软件建立仿真模型,将课题成果浮现出来第十周至第十三周:严格按照论文格式要求完整编写论文,与导师讨论,针对老师给出的意见进行修改,最后提交审核第十四周至第十五周:根据自己所编写的论文准备答辩内容
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