基于PSCAD_EMTDC的背靠背高压直流输电系统仿真
２００５年我国第１个直流输电工程项目———灵宝背靠背换流站投入运行，实现了西北电网和华中电网的非
同步联网，对于西电东送和推进全国电网互联有重要意义。在此背景下，采用计算机仿真的方法，研究背靠背直流输电系统的运行状态及控制方法很有必要。利用电磁暂态仿真软件ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ［１－２］（Ｐｏｗｅｒ
ＳｙｓｔｅｍＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ／Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＭａｇｎｅｔｉｃＴｒａｎｓｉｅｎｔｉｎＤＣｓｙｓｔｅｍ）对灵宝背靠背直流输电工
程进行仿真，分析了该系统的稳态和暂态特性。
１直流输电工程简介
灵宝背靠背高压直流输电ＢＴＢ－ＨＶＤＣ（ＢａｃｋＴｏＢａｃｋ－ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）工程额定直流功率３６０ＭＷ，功率可双向传输。交流系统电压等级分别为华中侧２２０ｋＶ、西北侧３３０ｋＶ，
换流站电气主接线如图１所示［３］
。２２０ｋＶ交流场包括：１组电抗器、２组ＨＰ３滤波器、３组ＨＰ１２／２４滤波
器、２组并联电容器、
进线１回、换流变压器支路１回。３３０ｋＶ交流场包括：１组电抗器、１组ＨＰ３滤波器、３组ＨＰ１２／２４滤波器、３组并联电容器、进线１回、换流变压器支路１回。换流变压器采用单相三绕组
形式，单台容量均为１４３．６ＭＶ?Ａ，每侧的３台换流变
压器通过外部连线实现Ｙｙ１２、Ｙｄ１１接线，和换流阀一起构成１２脉动桥。直流系统额定电压１２０ｋＶ，两侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连［３－５］。
２直流输电系统建模
利用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ软件包建立灵宝背靠背
直流输电系统的模型，通过站内额定功率３６０ＭＷ（１２０ｋＶ，３ｋＡ）的直流输电线路，实现从３３０ｋＶ侧（西北电网）向２２０ｋＶ侧（华中电网）反向输送电能（取２２０ｋＶ侧向３３０ｋＶ侧输送电能为正方向）。在保证系统稳态运行的前提下，２２０ｋＶ侧投入２组并联电容器、１组ＨＰ３滤波器、２组ＨＰ１２／２４滤波器，３３０ｋＶ侧投入３组并联电容器、２组ＨＰ１２／２４滤波器，除吸收高次谐波外，这些滤波器还分别向各自所在的电网提供大约１８０Ｍｖａｒ的无功功率支持。
仿真采用的基本控制是［６－１０］：整流侧由定电流控制和触发角αｍｉｎ限制２部分组成，其中α
的参考值为１５°，αｍｉｎ＝５°；逆变侧由定电流控制和定关断角γ０
控制组成，定电流控制器的整定值比整流侧小一个电流裕额（典型值为直流电流的１０％），γ０
＝１７°。正常运行时，整流侧运行于定电流控制，逆变侧运行于定关断角控制，两侧都采用ＰＩ调节器进行控制。此外，两侧都配有低压限流ＶＤＣＯＬ（ＶｏｌｔａｇｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔＣｕｒｒｅｎｔＯｒｄｅｒＬｉｍｉｔ）环节，用于电压降低时对直流电流进行限制，从而减少故障时换相失败的可能性，有利于直流系统在故障后的迅速恢复。
３
直流输电系统的仿真分析
３．１
正常运行时仿真波形
正常运行时的波形如图２所示，整流侧的直流电流在０．２ｓ时达到给定值３ｋＡ，直流电压达到给定值
１２０ｋＶ；稳态时整流侧的触发角α稳定在１５°
附近，基于ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ的背靠背
高压直流输电系统仿真
高晓旺１，周
勇１，康鲁豫２
（１．郑州大学电气工程学院，河南郑州４５０００２；２．南京电力自动化设备总厂，江苏南京２１０００３）摘要：为了研究灵宝背靠背换流站在交流系统发生故障时的换相失败过程，利用电磁暂态仿真软件ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ对灵宝背靠背高压直流输电系统进行了建模，并在此基础上对高压直流输电系统中常见的故障进行了仿真分析，其中包括逆变侧交流系统发生三相故障和单相故障的情况。仿真结果表明，在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ环境下建立的模型能够比较准确地描述在暂态过程中背靠背直流输电系统的动态特性，可以为现场运行以及故障分析提供参考。在系统中加入故障检测控制环节，根据电压和电流的变化，适时增大提前触发角，可以有效地预防换相失败。关键词：背靠背；ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ；仿真中图分类号：ＴＭ７２１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６－６０４７（２００７）０２－００６９－０２收稿日期：２００６－０４－０６；修回日期：２００６－１０－０８
电力自动化设备
ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２００７
第２７卷第２期２００７年２月
图１灵宝换流站主接线
Ｆｉｇ．１ＭａｉｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆＬｉｎｇｂａｏｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ
６９
逆变侧的提前触发角β稳定在３７°附近；整流侧交流系统吸收的有功功率约为３６０ＭＷ，无功功率约为２００Ｍｖａｒ。以上数据与现场数据基本吻合，从而证明了系统仿真模型的正确性。
３．２逆变侧交流系统故障时的暂态响应特性
本文主要对逆变侧交流系统故障进行了仿真，其中，包括瞬时性的单相接地和瞬时性的三相直接接地。图３为逆变侧交流系统在０．７０￣０．７５ｓ发生单
相接地故障时的仿真波形，图４为逆变侧交流系统在０．７０￣０．７５ｓ发生三相接地故障时的仿真波形。
由图３、４可知，单相故障和三相故障的情形类似。故障发生后直流电流急剧增大，直流电压降到零；直流传输功率几乎中断，逆变侧无功功率消耗降低；逆变侧发生多次换相失败；同时由于逆变侧交流电压下降和直流电流增大，使整流和逆变器的触发角增大。故障消失后约１５０ｍｓ系统恢复到稳定状态。
４结论
从仿真结果可看出，利用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ对灵宝背靠背换流站建立的系统模型是较理想的。整流侧采用的定电流控制虽然可控制电流，但还是不能有效地阻止交流侧故障时直流电流的瞬时增大。在正常运行时，通过调节换流变压器分接头使逆变侧的关断角保持在１７°附近，可有效地减小换相失败，但在发生故障期间，由于换流变压器变比调整的时间常数较大，根本来不及阻止换相失败的发生。在系统中加入故障检测控制环节，根据电压和电流变化，适时增大提前触发角，可有效地预防换相失败。参考文献：
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（下转第７４页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｏｎｐａｇｅ７４）
图４逆变侧交流系统发生三相直接接地故障时的仿真结果
Ｆｉｇ．４ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆＡＣｓｙｓｔｅｍｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ－ｔｏ－ｇｒｏｕｎｄｆａｕｌｔａｔｉｎｖｅｒｔｅｒｓｉｄｅ
图２正常工作时的仿真结果
Ｆｉｇ．２Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｔ／ｓ
（ｂ）整流侧直流电压
０
－１．２
１．５０．５
－０．６０Ｕｄｃ／ｐ?ｕ?
（ｃ）整流侧α角和逆变侧β角ｔ／ｓ
０
α，β／（°
）０．５
１．５
６０１２０αβ（ａ）整流侧直流电流
Ｉｄｃ／ｐ?ｕ?
０
ｔ／ｓ
０．５
１．０
１．５
０．６１．２
０
ｔ／ｓ
（ｄ）整流侧吸收的有功和无功
Ｐ／ＭＷ，Ｑ／Ｍｖａｒ
０．５
１．５
２００４００Ｑ
ＱＰ图３逆变侧交流系统发生单相接地故障时的仿真结果
Ｆｉｇ．３ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆＡＣｓｙｓｔｅｍｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ－ｔｏ－ｇｒｏｕｎｄｆａｕｌｔａｔｉｎｖｅｒｔｅｒｓｉｄｅ
Ｕ′ｄｃ／ｐ．ｕ．
ｔ／ｓ
（ｂ）逆变侧直流电压
００．５
１．０１．５－１．２
０．４０－０．４－０．８１．５
（ａ）逆变侧
直流电流
ｔ／ｓＩｄｃ′／ｐ．ｕ．０
０．５
１．０１２
α，β，γ／（°
）ｔ／ｓ
（ｃ）整流侧α角和逆变侧
β
角以及关断角γ１．５
０．５
０
１７５３５０ｔ／ｓ（ｂ）逆变侧直流电压
０
０．５
１．５
１．５０－１．５
（ａ）逆变侧
直流电流
ｔ／ｓＩｄｃ′／ｐ．ｕ．
０
０．５
１．０１．５１２
１．０１．０１．０β
γ
α
βγαｔ／ｓ
α，β，γ／（°
）（ｃ）整流侧α角和逆变侧
β
角以及关断角γ００．５
１．５７０
１４０１．０（ｄ）逆变侧吸收的
有功和无功
ｔ／ｓ
Ｐ′／ＭＷ，Ｑ′／Ｍｖａｒ
Ｑ
Ｐ
０
－４００
１．５
０．５
４０００１．０ｔ／ｓ
（ｄ）逆变侧吸收的
有功和无功
Ｐ′／ＭＷ，Ｑ′／Ｍｖａｒ
Ｑ
Ｐ
Ｑ
Ｐ０
０．５
１．５
４００－４００
０１．０
１．０
１．０αβ
αβγ
α
βγＵ′ｄｃ／ｐ．ｕ．
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（责任编辑：柏英武）
作者简介：
高晓旺（１９８１－），男，河南安阳人，硕士研究生，研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用（Ｅ－ｍａｉｌ：ｇ＿ｘｗ＠１６３．ｃｏｍ）；
周勇（１９５７－），男，河南信阳人，教授，研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用。
Ａｕｔｏｍａｔｉｃｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ
ＺＨＯＮＧＱｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＹａｏ１，ＲＵＩＤｏｎｇ－ｙａｎｇ２
（１．ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＺｈｉｇｕａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＬｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｍａｋｅｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｏｒｅｆｌｅｘｉｂｌｅ，ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｏｆｄｉｓｔｒｉ－ｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｓｈｉｇｈｉｍｐｅｄａｎｃｅＴＣＴ（ＴｈｙｒｉｓｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）ｗｉｔｈＦＣ（ＦｉｘｅｄＣａｐａｃｉｔｏｒｓ）．ＴｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔｅｐｌｅｓｓｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｆｉｒｉｎｇａｎｇｌｅｏｆｔｈｙｒｉｓｔｏｒａｔｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｉｄｅｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｗｉｔｈＳ／Ｃｈｉｇｈｉｍｐｅｄａｎｃｅ．Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃａｐａｃｉｔｏｒｇｒｏｕｐａｎｄｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｒｅａｃｔｏｒａｒｅｐｒｏｐｅｒｌｙｃｈｏｓｅｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｉｔｓｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅｂｕｓｂａｒａｕｔｏｍａｔｉｃｓｔｅｐｌｅｓｓｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｓｔａｎｄｂｙｃａｐａｃｉｔｏｒｔｏｒｅｄｕｃｅｉｔｓｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｉｍｅｓ．Ａｐｒａｃｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｃａｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｓｔｏｒｅｓｔｒａｉｎｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．
ＴｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５０３３７０１０）．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ；ｄｙｎａｍｉｃｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｒｅａｃｔｏｒ；ｈｙｓ－ｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌ
ｐｒｏａｃｈｏｆｎｅｕｔｒａｌｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，２４（７）：２５－２８．
［９］王雷，厉吉文，丁学真，等．一种新型低压无功补偿装置的研制［Ｊ］．
电力自动化设备，２００１，２１（１２）：３２－３３．
ＷＡＮＧＬｅｉ，ＬＩＪｉ－ｗｅｎ，ＤＩＮＧＸｕｅ－ｚｈｅｎ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｎｅｗＬＶｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏ－ｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００１，２１（１２）：３２－３３．
［１０］陈劲操．就地无功补偿策略研究及实现［Ｊ］．电力自动化设备，
２００２，２２（９）：６３－６５．
ＣＨＥＮＪｉｎ－ｃａｏ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｉｅｌｄｖａｒｃｏｍｐｅｎ－ｓａｔｉｏｎｔａｃｔｉｃｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００２，
２２（９）：６３－６５．
（责任编辑：柏英武）
作者简介：
钟庆（１９７８－），男，江西龙南人，博士，主要研究方向为电力系统及其自动化、电力电子技术在电力系统中的应用及其控制技术（Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｐｑｚｈｏｎｇ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ）；
张尧（１９４８－），男，广东廉江人，教授，博士研究生导师，主要研究方向为电力系统运行与稳定、电力市场、电网规划（Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｐｙｚｈａｎｇ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ）。
（上接第７０页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ７０）
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｂａｃｋ－ｔｏ－ｂａｃｋＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ
ＧＡＯＸｉａｏ－ｗａｎｇ１，ＺＨＯＵＹｏｎｇ１，ＫＡＮＧＬｕ－ｙｕ２（１．ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ；
２．ＮａｎｊｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔＧｅｎｅｒａｌＦａｃｔｏｒｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ（ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ／Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＭａｇｎｅｔｉｃＴｒａｎｓｉｅｎｔｉｎＤＣｓｙｓｔｅｍ）ｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆＬｉｎｇｂａｏｂａｃｋ－ｔｏ－ｂａｃｋＨＶＤＣ（ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）ｓｙｓｔｅｍｉｎｓｔｕｄｙｉｎｇｉｔｓｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｄｕｒｉｎｇＡＣｓｙｓｔｅｍｆａｕｌｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｔ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｆａｕｌｔｓｏｆＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｆａｕｌｔａｎｄｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｆａｕｌｔｏｆＡＣｓｙｓｔｅｍａｔｉｎｖｅｒｔｅｒｓｉｄｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｂｕｉｌｔｉｎＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｂａｃｋ－ｔｏ－ｂａｃｋＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｉｎｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｆｉｅｌｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｆａｕｌｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｂｙａｄｄｉｎｇｔｈｅｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ＆ｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔｉｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｄｆｉｒｉｎｇａｎｇｌｅｉｓｒａｉｓｅｄｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｃｋ－ｔｏ－ｂａｃｋ；ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
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我国特高压直流输电技术的现状及发展
我国特高压直流输电技术的现状及发展 （华北电力大学，北京市） 【摘要】直流输电是目前世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。本文主要介绍了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术所要解决的问题,特高压直流输电技术的在我国发展的必要性以及发展前景。 【关键词】特高压直流输电，特点，问题，必要性，发展前景 0．引言 特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区，结构清晰的大电网。其中，国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。 特高压直流输电技术起源于20 世纪60 年代，瑞典Chalmers 大学1966 年开始研究±750kV 导线。1966 年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作，20 世纪80 年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会（IEEE）和国际大电网会议（Cigre）均在80 年代末得出结论：根据已有技术和运行经验，±800kV 是合适的直流输电电压等级，2002 年Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长，中国用电需求不断增加，中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然，为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 1．特高压直流输电的技术特点 1.1特高压直流输电系统 特高压直流输电的系统组成形式与超高压直流输电相同，但单桥个数、输送容量、电气一次设备的容量及绝缘水平等相差很大。换流站主接线的典型方式为每极2组12脉动换流单元串联，也可用每极2组12脉动换流单元并联。特高压直流输电采用对称双极结构，即每12脉动换流器的额定电压均为400kV，这样的接线方式使运行灵活性可靠性大为提高。特高压直流输电的运行方式有：双极运行方式、双极混合电压运行方式、单击运行方式和单极半压运行方式等。换流阀采用二重阀，空气绝缘，水冷却；控制角为整流器触发角15°；逆变器熄弧角17°。换流变压器形式为单相双绕组，油浸式；短路阻抗16%-18%；有载调压开关共29档，每档1.25%。换流站平面布置为高、低压阀厅及其换流变压器采用面对面布置方式，高压阀厅布置在两侧，低压阀厅布置在中间。 1.2 特高压直流输电技术的主要特点 （1）特高压直流输电系统中间不落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下，采用特高压直流输电，实现交直流并联输电或非同步联网，电网结构比较松散、清晰。 （2）特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流，按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。 （3）特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电。 （4）在交直流并联输电的情况下，利用直流有功功率调制，可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区域性低频振荡，明显提高交流的暂态、动态稳定性能。 （5）大功率直流输电，当发生直流系统闭锁时，两端交流系统将承受大的功率冲击。 1.3 与超高压直流输电比较 和±600千伏级及600千伏以下超高压
基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真
毕业设计（论文）基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真 学院名称学院名称 专业名称专业名称 学生学号学生学号 学生姓名学生姓名 指导教师教授姓名 助理指导老师老师姓名 202 年月
目录 摘要.................................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 1 引言 (1) 1.1 高压直流输电的发展概况以及特点 (1) 1.2 仿真的定义和分类 (1) 1.3 选题背景 (2) 1.4 论文的主要内容 (3) 2 直流输电系统的基本原理 (3) 2.1 直流输电系统的基本组成 (3) 2.2 换流器的工作原理 (4) 2.2.1 换流器电路的理论分析 (4) 2.2.2 忽略电源电感的电路分析(即L c=0) (5) 2.2.3 包括电源电感的电路分析(即L c≠0) (10) 2.3 整流和逆变工作方式分析 (13) 2.3.1 整流的工作方式 (13) 2.3.2 逆变的工作方式 (14) 2.4 总结 (17) 3 MATLAB仿真 (17) 3.1 MATLAB 简介 (17) 3.2 关于换流器的MATLAB仿真建模 (18) 3.2.1 单相半波可控整流电路 (19) 3.2.2 单相桥式全控整流电路 (21) 3.2.3 基于PWM技术逆变器及其仿真 (24) 3.3 高压直流输电系统的建模仿真 (26) 3.4 高压直流输电系统模型的仿真结果及分析 (29) 3.4.1 稳态仿真与阶跃响应 (29) 3.4.2 直流线路故障时仿真分析 (30) 3.4.3 逆变侧接地故障仿真分析 (32) 3.5 总结 (33) 参考文献 (35) 致谢 (36)
特高压输电工程简介
特高压输电工程简介 ABSTRACT: Transporting electrical power with ultra-high voltage has been very popular these days, but most people in the society do not know much about it. In this essay, we will have a short cover about ultra-high voltage technology and focus on the necessity and importance of ultra-high voltage for China to develop this technology, some difficulties in this process, and finally some sample projects in destruction. KEY WORDS：ultra-high voltage, electrical power 摘要：特高压输电，作为近年来国家重点发展的示范项目，已经引起了越来越多的关注和讨论，社会中的绝大部分群体对这一新兴概念并不十分了解，本文对我国特高压输电工程进行一个简单的介绍和讨论，重点介绍我国现阶段特高压输电的必要性和重要性、期间面临的一些反对意见和应对措施、我国现阶段对特高压工程的研究进展情况，以及目前已建成的或在建的特高压示范工程规划。 关键词：特高压，电力系统 目前我国常用的电压等级有：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。交流220kV及以下的称为高压（HV），330kV到750kV为超高压（EHV），交流1000kV及以上为特高压（UHV），通常把1000KV到1150kV这一级电压称为百万伏级特高压。对于直流输电，±600kV及以下的为高压直流（HVDC），±600kV以上为特高压直流（UHVDC）。 对于我国发展特高压输电的必要性和重要性，主要有以下几个方面： （1）电力快速发展的需要 改革开放30 年以来，我国用电总量快速增长。1978 年，全社会用电量为2498 亿千瓦时，到2007 年达到32565 亿千瓦时，是1978 年的13 倍，年均增长9.45%。改革开放之初，我国逐步扭转了单纯发展重化工业的思路，轻工业得以快速发展，用电增速呈现先降后升的态势，“六五”、“七五”期间年均增长分别达到6.52%、8.62%，其间，在经济体制改革的带动下，我国用电增速曾连续6 年（1982～1987 年）逐年上升，是改革开放以来最长的增速上升周期。1990 年以来，在小平南巡讲话带动下，我国经济掀起了新的一轮发展高潮。“八五”期间，全社会用电增长明显加快，年均增长10.05%。“九五”期间，受经济结构调整和亚洲金融危机影响，用电增速明显放缓，年均增长6.44%，尤其是1998 年，增速仅为2.8%，为改革开放以来的最低水平。进入“十五”以来，受积极的财政货币政策和扩大内需政策拉动，我国经济驶入快速增长轨道，经济结构出现重型化，用电需求持续高速增长，年均增长12.96%，尤其是2003 年、2004 年达到了改革开放以来用电增长高峰，增速分别为15.3%和15.46%。“十一五”前两年，我国用电继续保持快速增长势头，增速均高于14%。 由此可以看出，随着工业化和城镇化的不断推动和发展，我国用电量逐年增加，在工业化和全面建设小康社会的带动下，预计我国到2020 年全社会用电量将达到6.5～7.5 万亿千瓦时，年均增速将达到5.5%～6.6%；人均用电量达到4500～5200千瓦时，相当于日本上世纪80 年代的水平。所以，要求现有的电力系统增大发电容量，满足用电需求。 （2）我国资源和电力负荷分布不均衡 受经济增长，尤其是工业生产增长的强劲拉动，我国电力需求实现高速增长，但是，我国用电增长地区分布不均。总体来看我国东部沿海经济发达地区用电强劲增长，西部地区高耗能产业分布较多的省区用电增长幅度也较大，中部地区增长较慢，我国电力系统的负荷也呈现出结构性变化。但是，我国的资源分布却呈现出相反的情况，水能、煤炭等电力资源主要分布在中西部地区，远离东部的集中用电区域，这同
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较
高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较 从经济方面考虑，直流输电有如下优点： (1) 线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根采用大地或海水作回路时只要一根，能节省大量的线路建设费用。对于电缆，由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。 (2) 年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。 所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。 直流输电在技术方面有如下优点： (1) 不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行。直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。 (2) 限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。 (3) 调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率，实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变)，在正常时能保证稳定输出，在事故情况下，可实现健全系统对故障系统的紧急支援，也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时，如果交流线路发生短路，可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。 (4) 没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。 (5) 节省线路走廊。按同电压500 kV考虑，一条直流输电线路的走廊～40 m，一条交流线路走廊～50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输效率约为交流2倍。 下列因素限制了直流输电的应用范围： (1) 换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低；而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。 (2) 消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40%～60%，需要无功补偿。 (3) 产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。 (4) 缺乏直流开关。直流无波形过零点，灭弧比较困难。目前把换流器的控制脉冲信号闭锁，能起到部分开关功能的作用，但在多端供电式，就不能单独切断事故线路，而要切断整个线路。 (5) 不能用变压器来改变电压等级。 直流输电主要用于长距离大容量输电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500 kV输电(经济输送容量为1 000 kW、输送距离为300～500 km)已不能满足需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。
特高压直流输电技术研究
特高压直流输电技术研究 发表时间：2017-07-04T11:23:41.107Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：杨帅 [导读] 摘要：文章首先介绍了特高压直流输电原理，接着分析了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用，未来需要解决的难点等。通过分析能够看出，当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 （国网河北省电力公司检修分公司河北省石家庄 050000） 摘要：文章首先介绍了特高压直流输电原理，接着分析了特高压直流输电技术的特点，特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用，未来需要解决的难点等。通过分析能够看出，当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 关键词：特高压；直流输电；应用 引言 随着国民经济的持续快速发展，我国电力工业呈现加速发展态势，近几年发展更加迅猛。按照在建规模和合理开工计划，全国装机容量 2010 年达到 9.5 亿千瓦，2020 年达到 14.7 亿千瓦；用电量 2010 年达到 4.5 万亿千瓦时，2020 年达到 7.4 万亿千瓦时。电力需求和电源建设空间巨大，电网面临持续增加输送能力的艰巨任务。同时我国资源分布不均匀，全国四分之三的可开发水资源在西南地区，三分之二的煤炭资源分布在西北地区，而经济发达的东部地区集中了三分之二的用电负荷。大容量、远距离输电成为我国电网发展的必然趋势。 同时，特高压输电具有明显的经济效益。特高压输电线路可减少铁塔用材三分之一，节约导线二分之一，节省包括变电所在内的电网造价约 10%-15%。特高压线路输电走廊仅为同等输送能力的 500k V 线路所需走廊的四分之一，这对人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区带来重大的经济社会效益。 1特高压直流输电原理 高压直流输电的电压等级概念与交流输电不一样。对于交流输电来说，一般将 220k V 及以下的电压等级称为高压，330 ～ 750k V 的称为超高压 ,1000k V 及以上的称为特高压。直流输电把 ±500k V 和 ±660k V 称为超高压；±800k V 及以上电压等级称为特高压。 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电必须经过换流（整流和逆变）实现直流电变交流电，然后与交流系统连接。 两端直流输电系统可分为单极系统（正极和负极）、双极系统（正、负两极）和背靠背直流系统（无直流输电系统）三种类型。 2特高压直流输电优点 我国目前发展的特高压输电技术包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。一般特高压交流输电技术用于近距离的组网和电力输送，直流输电技术用来进行远距离、大规模的电力输送，两者在以后的电网发展中都扮演重要角色。本文对其中的特高压直流输电技术进行简要分析，其优点主要包括以下几个方面。 在直流输电的每极导线的绝缘水平和截面积与交流输电线路的每相导线相同的情况下，输电容量相同时直流输电所需的线路走廊只需交流输电所需线路走廊的2/3，在土地资源越来越紧张的今天，特高压直流输电线路可以节省线路走廊的优点显得更加突出。 在输送功率相同的情况下，直流输电的线路损耗只有交流输电的2/3，长久以往可以节约大量的能源；同时直流输电可以以大地为回路，只需要一根导线，而交流输电需要3根导线，在输电线路建设方面特高压直流输电电缆的投资要低很多。 交流输电网络互联时需要考虑两个电网之间的周期和相位，而直流输电不存在系统稳定性问题，相比交流输电网络，能简单有效地解决电网之间的联结问题。 长距离输电时，采用直流输电比交流输电更容易实现，如800kv的特高压直流输电距离最远可达2500km。 3特高压直流技术存在的不足 （1）直流输电换流站比交流变电所结构复杂、造价高、运行费用高，换流站造价比同等规模交流变电所要高出数倍。（2）为降低换流器运行时在交流侧和直流侧产生的一系列谐波，需在两侧需分别装设交流滤波器和直流滤波器，使得换电站的占地面积、造价和运行费用均大幅度提高。（3）直流断路器没有电流过零点可利用，灭弧问题难以解决。（4）由于直流电的静电吸附作用，使直流输电线路和换电站设备的污秽问题比交流输电严重，给外绝缘问题带来困难。 4特高压直流输电技术的应用分析 4.1拓扑结构 在近些年来，特高压直流输电的拓扑结构主要有多端直流和公用接地极两种，其中，多端直流是通过连接多个换流站来共同组成直流系统，在电压源换流器发展背景下，出现了混合型多端直流和极联式多端直流，前者是将合理分配同一极换流器组的位置，电源端与用户端都是分散分布。公用接地极是通过几个工程公用接地极的方式，来降低工程整体造价成本，提升接地极利用水平，提高工程经济效益、社会效益；但也存在接地电流容易过大、检修较为复杂等不足。 4.2换流技术 在特高压直流输电的换流技术方面，主要有电容换相直流输电技术和柔性直流输电技术两种，其中，电容换相直流输电技术是通过将换相电容器串接到直流换流器与换流变压器中，利用串联电容来对换流器无功消耗进行补偿，减少换流站的向设备，能够有效降低换相失
基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真
Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2013, 1, 39-44 https://www.360docs.net/doc/4617283392.html,/10.12677/aepe.2013.12007 Published Online June 2013 (https://www.360docs.net/doc/4617283392.html,/journal/aepe.html) The Simulation of HVDC Transmission System Based on MATLAB Yuanshuo Feng School of Electrical and Electronic Engineering, Shandong University of Technology, Zibo Email: shuoshuolove0306@https://www.360docs.net/doc/4617283392.html, Received: Mar.19th, 2013; revised: Apr. 11th, 2013; accepted: Apr. 28th, 2013 Copyright ? 2013 Yuanshuo Feng. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre-stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: HVDC (High V oltage Direct Current) transmission takes an increasingly important position in the long dis-tance and high-power transmission project, for its large power of transmission, low cost and good performance advan-tages of control. The research of high voltage dc transmission system has important significance. The principle of high- voltage direct current (HVDC) transmission system is introduced briefly. Then a simulation model of HVDC system using Matlab/Simulink is established. We can observe the dynamic performance of the high voltage dc transmission system accurately. Keywords: HVDC; Matlab/Simulink; Simulation 基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真 冯媛硕 山东理工大学电气与电子工程学院，淄博 Email: shuoshuolove0306@https://www.360docs.net/doc/4617283392.html, 收稿日期：2013年3月19日；修回日期：2013年4月11日；录用日期：2013年4月28日 摘要：高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点，在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位，对于高压直流输电系统的研究有重要意义。本文介绍了高压直流输电(HVDC)系统的基本原理，利用Matlab中的Simulink对HVDC系统进行建模和仿真分析。由仿真结果能较准确地观测暂态过程中高压直流输电系统的动态性能。 关键词：高压直流输电；Matlab/Simulink；仿真 1. 引言 随着电力系统需求的增加以及电力技术的发展，高压直流输电(High V oltage Direct Current简称HVDC)因其特有的输电优势在世界上得到迅速发展，与交流输电系统相比，高压直流输电系统具有以下特点：输电线路造价低，电能损耗小。采用直流线路互联的交流系统发生故障后，高压直流输电控制系统可通过快速改变功率输送方向避免过大的故障电流进入故障侧，不需要更换断路器等设备，并且直流线路电流调节更容易，短路电流更小，更容易实现直流输电系统的快速控制。直流输电系统通过换流设备将位于两侧的交流系统隔离开，因此交流系统之间不需要同步运行，可实现电网的非同步互联[1]。 高压直流输电在我国电力系统发展中发挥着重要的作用，为了准确的研究高压直流输电系统运行过程，就必须建立与实际控制系统一致的准确控制系统
±800KV+特高压直流输电系统全电压启动过电压研究(已看)
±800KV特高压直流输电系统全电压启动过电压研究 黄源辉，王钢，李海锋，汪隆君 （华南理工大学电力学院，广东广州510640） 摘要：全电压启动过电压是直流输电中直流侧最严重的过电压情况。本文以PSCAD/EMTDC为工具，以正在建设的云广±800kV特高压直流输电系统参数为依据，建立全电压启动过电压仿真计算模型。对各种全电压启动情况进行了仿真计算，讨论了各种因素对全电压启动的影响，并与±500KV HVDC系统的全电压启动过电压作了比较，获得了一些具有实用价值的结论。 关键词：±800KV；特高压直流输电；全电压启动；过电压 0引言 为满足未来持续增长的电力需求，实现更大范围的资源优化配置，中国南方电网公司和国家电网公司提出了加快建设特高压电网的战略方针[1]。随着输电系统电压等级的升高，绝缘费用在整个系统建设投资中所占比重越来越大。对于±800KV特高压直流输电系统，确定直流线路和换流站设备的绝缘水平成为建设时遇到的基本问题之一。在种类繁多的直流系统内部过电压中，全电压误启动多因为的过电压是其中最严重和最重要的一种。它的幅值最大，造成的危害最大，在选择直流设备绝缘水平和制订过电压保护方案时往往以此为条件[2]。因此，对特高压直流系统的全电压启动过电压进行研究和分析具有很大的实际意义。 为降低启动过程的过电压及减小启动时对两端交流系统的冲击，直流输电的正常启动应严格按照一定的顺序进行[3]。正常情况下，在回路完好、交直流开关设备全部投入且交流滤波器投入适量等条件满足后（α≥90°），先解锁逆变器，后解锁整流器，按照逆变侧定电压调节或定息弧角调节规律的要求，由调节器逐步升高直流电压至额定值，即所谓的“软启动”。然而由于某些原因（如控制系统异常），两端解锁过程紊乱，逆变侧换流器尚未解锁而整流侧却全部解锁，此时若以较小的触发角启动，全电压突然对直流线路充电，由此直流侧会产生非常严重的过电压。 1云广直流系统简介 南方电网正在建设的云南-广东特高压直流系统双极输送功率5000MW，电压等级为±800kV，直流线路长度约1438km，导线截面为6×630mm2，两极线路同杆并架。送端楚雄换流站通过2回500kV 线路与云南主网的昆西北变电站相连，西部的小湾水电站（装机容量4200MW，计划2009年9月首台机组投产，2011年全部建成）和西北部的金安桥水电站（总装机2400MW，计划2009年12月首台机组投产，2011年全部建成）均以2回500kV线路接入楚雄换流站。受端穗东换流站位于广东省增城东部，500kV交流出线6回，分别以2回500kV线路接入增城、横沥和水乡站[4]。楚雄换流站接入系统如图1所示。 图1 楚雄换流站接入系统 云南-广东特高压直流系统交流母线额定电压为525kV，整流侧无功补偿总容量为3000MV Ar，逆变侧无功补偿总容量为3040MV Ar。平波电抗器电感值为300mH，平波电抗器按极母线和中性母线平衡布置，各为150mH。直流滤波器采用12/24双调谐方式。避雷器使用金属氧化物模型。每极换流单元采用2个12脉动换流器串联组成。 2云广直流系统模型 本文以PSCAD/EMTDC为工具，以南方电网建设中的云南-广东±800kV特高压直流系统参数为依据，建立了全电压启动过电压仿真计算模型。换流站内的单极配置如图1所示。
高压直流输电
高压直流输电 一、高压直流输电系统（HVDC）概述 众所周知，电的发展首先是从直流开始的，但很快就被交流电所取代，并且在相当长的一段时间内，在发电、输电和用电各个领域，都是交流电一统天下的格局。 HVDC技术是从20世纪50年代开始得到应用的。经过半个世纪的发展，HVDC技术的应用取得了长足的进步。据不完全统计，目前包括在建工程在内，世界上己有近百个HVDC 工程，遍布5大洲20多个国家。其中，瑞典在1954年建成投运的哥特兰（Gotland）岛HVDC 工程（20MW，100kV，90km海底电缆）是世界上第一个商业化的HVDC工程，由阿西亚公司(ASEA，今ABB集团)完成；拥有最高电压（±600kV）和最大输送容量（2 x 3150MW）的HVDC工程为巴西伊泰普（Itaipu）工程；输送距离最长（1700km）的HVDC 工程为南非英加——沙巴（1nga2Shaba）工程；电流最大的HVDC工程在我国：如三常、三广和贵广HVDC工程，额定直流电流均为3000A。HVDC的发达地区在欧洲和北美，ABB和西门子等公司拥有最先进的HVDC技术，美国是HVDC工程最多的国家。 HVDC在我国是从20世纪80年代末开始应用的，起步虽然较晚，但发展很快。目前包括在建工程在内，总输送容量已达18000MW以上，总输送距离超过7000km，该两项指标均已成为世界第一。我国第一个HVDC工程是浙江舟山HVDC工程（为工业试验性工程），葛沪HVDC工程是我国第一个远距离大容量HVDC工程，三常HVDC工程是我国第一个输送容量最大（3000MW）的HVDC工程，灵宝（河南省灵宝县）背靠背HVDC工程是我国第一个背靠背HVDC工程。我国已投运的HVDC工程见表1。 表1我国已投运的HVDC工程 另外，2010年前后建成投运的HVDC工程有四川德阳——陕西宝鸡（1800 MW、±500 kV，550km）、宁夏银南——天津东（3000MW、±500kV，1200km）等；至2020年前后，还计划建设云南昆明——广东增城、金沙江水电基地一华中和华东HVDC工程以及东北——华北、华北——华中、华中——南方背靠背HVDC工程等十几个HVDC工程。 我国关于直流输电技术的研究工作，50年代就开始起步。目前，我国己经有多条直流线路投入运行，这些直流输电工程的投运标志着我国的直流输电技术有了显著的提高和发展。随着三峡工程的兴建和贯彻中央“西电东送”的发展战我国将陆续兴建一批超高压、大容量、远距离直流输电工程和交直流并联输电工程。此外，在这些新建工程中还将采用直流输电的新技术。随着我国直流输电技术的日益完善，输电设备价格的下降和可靠性的提高，以及运行管理经验的不断积累，直流输电必将得到更快的发展和大量的应用标志着我国的直
背靠背直流工程
背靠背工程 1 灵宝背靠背换流站（我国第一个联网背靠背直流输电工程） 灵宝背靠背高压直流输电BTB-HVDC(Back To Back-High V oltage Direct Current transmission)工程是直流设备国产化的试验示范工程，从成套设计和设备制造，以及系统调试完全自主完成。 工程额定直流功率360 MW，直流额定电压为±120kV，直流额定电流为3kA，功率可双向传输。交流系统电压等级分别为华中侧220 kV、西北侧330 kV，换流站电气主接线如图1所示。220 kV交流场包括：1组电抗器、2组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、2组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。330 kV交流场包括：1组电抗器、1组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、3组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。换流变压器采用单相三绕组形式，单台容量均为143.6 MV A,每侧的3台换流变压器通过外部连线实现Yy12、Yd11接线，和换流阀一起构成12脉动桥。直流系统额定电压120 kV，两侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连。 图1 灵宝换流站主接线 另外该工程在世界上首次实现了两侧换流阀分别采用光触法和电触发晶闸管阀，首次采用南瑞继保PCS9500和许继DPS2000这两套直流控制保护系统轮流进行的工作模式。
2 高岭背靠背换流站 高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2008年投入运行。其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。东北—华北背靠背现在规模为1500 MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW。 东北—华北背靠背工程站址选在高岭变电站，换流站与东北主网的电气联系比较薄弱。工程接线方式具有2个独立的单元，每个单元输送750 MW功率，直流电压为±125 kV，直流电流为3 000 A，选用单相三绕组变压器每台变压器容量为300 MVA。背靠背工程东北侧4回500 kV交流线路，分别为沙河营变电所2回，绥中电厂两台800MW发电机组通过2回500kV交流线路接入换流站。华北侧2回500 kV交流线路接入500 kV姜家营变电所。其输电线路模型如图2所示。 图2 高岭背靠背直流输电系统模型 3 中俄500kV直流背靠背联网跨国输电线路 中俄500kV跨国输电线路目前是中国从境外购电电压等级最高的跨国输电线路，是黑龙江电力公司及黑河地区电网继110kV布黑线（布拉戈维申斯克至黑河一次变）、220kV布爱线（布拉戈维申斯克至爱辉变）后的第3条跨国输电线路。
直流输电系统可靠性统计填报及指标计算的规定(试行)_2012
直流输电系统可靠性统计填报 及指标计算的规定（试行） 第一章总则 第一条根据《直流输电系统可靠性评价规程》(DL/T989-2005)，制定本管理规定。 第二条本管理规定对《直流输电系统可靠性评价规程》(以下简称《规程》)的有关条款作了详细解释，对执行《规程》的一些要求作了明确规定，补充制定了特高压直流输电系统、背靠背直流输电系统的可靠性统计评价的具体办法。 第三条本规定自2012年1月1日起执行，适用于我国境内的所有直流输电系统可靠性统计、分析、评价工作。 第二章《规程》中有关术语和定义的解释及补充第四条直流输电系统可靠性统计对象是指《规程》定义的统计范围内的直流输电系统的元件设备或者元件设备的组合。例如单个系统、单个换流站、单极、一个单元、一个阀组等可以作为统计对象，多个系统、多个换流站、多个单元、多个阀组等也可以作为统计对象。 第五条第2.1条对于直流输电系统统计对象的使用状态，定义新（改、扩）建直流输电系统或系统的一部分自正式商业投运之日起，作为可靠性的统计对象，即进入使用状态，直流输电系统在改、扩建期间不计入使用状态（不参加可靠性统计与指标计
算，这里的改扩建指对直流输电系统原有设施、工艺条件进行大规模改造或扩充性建设）。若改（扩）建后直流输电系统基本参数发生变化，需要修改直流系统注册信息，“投运日期”相应改为改、扩建后投运之日，改、扩建时间和前后参数变化在“系统信息”中备注清楚。 第六条第2.1.2.3条双极停运，定义对于双极系统中系统两个极在同一时间由同一原因引起的停运。只有一极的系统不适用此类状态。双极停运可分为双极计划停运、双极强迫停运、双极备用停运。 第七条对于单极停运，定义为双极系统中其中一极的单独停运，两个极由不同原因引起的重叠停运或者由于之前的故障导致另外一极停运的情况计为两个单极停运，单极具有多个阀组的直流输电系统同一级的阀组由相同的原因引起的同时停运计为单极停运。单极停运可分为单极计划停运、单极强迫停运、单极备用停运。 第八条对于阀组停运，定义为单极具有多个阀组的直流输电系统单个阀组的单独停运，多个阀组由不同原因引起的重叠停运或者由于之前的故障导致其它阀组停运的情况计为多个单独的阀组停运。由单阀组构成单极的系统不适用此类状态。阀组停运可分为阀组计划停运、阀组强迫停运、阀组备用停运。 第九条对于全部单元停运，定义为背靠背系统全部单元在同一时间由同一原因引起的停运。只有一个单元或多个单元间在直流系统控制上没有联系的背靠背直流输电系统不适用此类状态。全部单元停运可分为全部单元计划停运、全部单元强迫停运、全
三大特高压直流输电线路背景资料
三大特高压直流输电线路背景资料 一、特高压直流线路基本情况 ±800kV复奉直流线路四川段起于复龙换流站，止于377#塔位，投运时间2009年12月，长度187.275km，铁塔378基，途径四川省宜宾市宜宾县、高县、长宁县、翠屏区、江安县、泸州市纳溪区、江阳区、合江县共8个区县，在合江县出境进入重庆境内。线路全部处于公司供区，途径地市公司供电所35个。接地极线路79公里，铁塔189基。±800kV 复奉线输送容量6400MW。 ±800kV锦苏直流线路四川段起于锦屏换流站，止于987#塔位，投运时间2012年12月，长度484.034km，铁塔988基，自复龙换流站起与复奉线同一通道走线，途径四川省凉山州西昌市、普格县、昭觉县、美姑县、雷波县、云南省昭通市绥江县、水富县、宜宾市屏山县、宜宾县、高县、长宁县、翠屏区、江安县、泸州市纳溪区、江阳区、合江县共16个区县，在合江县出境进入重庆境内。线路处于公司供区长度268.297公里、铁塔563基，途径地市公司供电所44个；另有0036#-0344#、0474#-0493#区段（长度153.268公里、铁塔320基）处于地方电力供区，0494#-0598#区段（长度62.469公里、铁塔105基）处于南方电网供区。接地极线路74公里，铁塔207基。±800kV锦苏线输送容量7200MW。
±800kV宾金直流线路工程四川段起于宜宾换流站，止于365#塔位，试运行时间2014年03月，长度182.703km，铁塔366基，途径四川省宜宾市宜宾县、珙县、兴文县、泸州市叙永县、古蔺县共5个区县，在古蔺县出境进入贵州境内。线路全部处于公司供区，途径地市公司供电所22个。接地极线路101公里，铁塔292基。±800kV宾金线输送容量8000MW。 线路名称线路长度 （km） 杆塔数量投运时间 途径区县数 量 途径属地公 司供电所 ±800kV 复奉直流 187.275 378 2009.12 8 35 复龙换流站 接地极线路 79.106 189 ±800kV 锦苏直流 484.034 988 2012.12 16 44 锦屏换流站 接地极线路 74.147 207 ±800kV 宾金直流 182.703 366 2014.03（试 运行）5 22 宜宾换流站 接地极线路 101.174 292
高压直流输电系统概述
高压直流输电系统概述 院系：电气工程学院 班级：1113班 学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxx 专业：电工理论新技术
一、高压直流输电系统发展概况 高压直流输电作为一种新兴的输电方法，有很多优于交流输电地方，比如它可以实现不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同期联络，特别适合高电压、远距离、大容量输电，尤其适合大区电网间的互联，线路功耗小、对环境的危害小，线路故障时的自防护能力强等等。 1954年,世界上第一个基于汞弧阀的高压直输电系统在瑞典投入商业运行.随着电力系统的需求和电力电子技术的发展,高压直流输电技术取得了快速发展. 1972年,基于可控硅阀的新一代高压直流输电系统在加拿大伊尔河流域的背靠背直流工程中使用; 1979年,第一个基于微处理器控制技术的高压直流输电系统投入运行; 1984年,巴西伊泰普水电站建造了电压等级最高(±600 kV)的高压直流输电工程. 我国高压直流输电起步相对较晚,但近年来发展很快. 1987年底我国投运了自行建成的舟山100 kV海底电缆直流输电工程,随后葛洲坝-上海500 kV、1 200MW的大功率直流输电投运,大大促进了我国高压直流输电水平的提高. 2000年以后,我国又相继建成了天生桥-广州、三峡-常州、三峡-广州、贵州-广州等500 kV容量达3 000MW的直流输电工程.此外,海南与台湾等海岛与大陆的联网、各大区电网的互联等等,都给我国直流输电的发展开辟了动人的前景. 近年来,直流输电技术又获得了一次历史性的突破,即基于电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)技术和全控型电力电子功率器件,门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为基础的新一代高压直流输电技术已发展起来,也就是轻型直流输电(HVDC light)技术. 现有的直流输电主要是两端系统.随着直流断路器研制的进展和成功以及直流输电技术的进一步成熟完善,直流输电必将向着多端系统发展.同时许多其他科学技术领域的新成就将使输电技术的用途得到广泛的扩展.光纤与计算机技术的发展也使得直流输电系统的控制、调节与保护更趋完善,运行可靠性进一步提高;高温超导材料及其在强电方面的应用研究正方兴未艾,在直流下运行时,超导电缆无附加损耗,可节省制冷费用,因此在超导输电方面直流输电也很适宜. 一、高压直流输电系统构成 高压直流输电系统的结构按联络线大致可分为单极联络线、双极联络线、同极联络线三大类。 单极联络线的基本结构如图1所示,通常采用一根负极性的导线,由大地或海水提供回路,采用负极性的导线,是因为负极的电晕引起的无线电干扰和受雷击的几率比正极性导线小得多,但当功率反送时,导线的极性反转,则变为负极接地。由于它只需要一根联络线,故出于降低造价的目的,常采用这类系统,对电缆
基于MATLAB的高压直流输电系统建模与仿真
编号 2018180240B 研究类型基础研究分类号 TP273.6 学士学位论文（设计） Bachelor’s Thesis 论文题目基于MATLAB的高压直流输电系统的建模与仿真 作者姓名罗俊 学号2014118010240 所在院系机电与控制工程学院 学科专业名称电气工程及其自动化 导师及职称韩涛讲师 论文答辩时间2018年5月12日
学士学位论文（设计）诚信承诺书
目录 1绪论 (5) 1.2高压直流输电系统的优势和不足 (5) 1.3高压直流输电的应用 (6) 2 高压直流输电系统的原理 (6) 2.1高压直流系统的元件与接线 (7) 2.2换流器的工作原理 (12) 2.3十二脉动换流器 (17) 2.4直流输电系统的基本控制原理 (19) 2.5直流输电系统的基本控制 (19) 3高压直流输电系统仿真建模 (21) 3.1单个最大接地回路直流输电系统基本结构（正极） (21) 3.2 建模与仿真工具MA TLAB/Simulink 简介 (22) 3.3高压直流输电系统建模 (23) 4高压直流输电系统仿真结果分析 (27) 4.1高压直流输电系统的起停和逐步仿真 (27) 总结 (31) 参考文献 (31) 基于MATLAB的高压直流输电系统建模与仿真 罗俊（指导教师，韩涛） （湖北师范大学机电与控制工程学院，中国黄石 435002） 摘要：高压直流输电系统（HVDC）是一种成本低，耗能少，稳定性高，并且利用长距离线路来进行大容量输电的技术。这种技术一般运用在海底电缆等长距离大容量的输电线路中。本篇论文对高压直流输电系统（HVDC）的结构和概况进行论述。 运用Matlab仿真软件中的Simulink对其进行建模和系统的仿真得到相应的仿真波形，验证其有效性。 关键字：高压直流输电系统；Matlab仿真；Simulink模块库 中图分类号：TP273.6 Modeling and Simulation of HVDC Transmission System Based on
高压直流输电课后习题答案
《高压直流输电技术》思考题及答案 一.高压直流输电发展三个阶段的特点？ 答：1 1954年以前——试验阶段； 参数低；采用低参数汞弧阀；发展速度慢。 2 1954年~1972年——发展阶段； 技术提高很大；直流输电具有多方面的目的（如水下传输；系统互联；远距离、大容量传输）。 3 1972年~现在——大力发展阶段； 采用可控硅阀；几乎全是超高压；单回线路的输电能力比前一阶段有了很大的增加；发展速度快。 二.高压直流输电的基本原理是什么？ 答：直流输电线路的基本原理图见图1.3所示。从交流系统 向系统 输电能时，换流站CS1把送 端系统送来的三相交流电流换成直流电流，通过直流输电线路把直流电流（功率）输送到换流站CS2，再由CS2把直流电流变换成三相交流电流 三.高压直流输电如何分类？ 答：分两大类： 1 单极线路方式； A.单极线路方式； 采用一根导线或电缆线，以大地或海水作为返回线路组成的直流输电系统。 B.单极两线制线路方式； 将返回线路用一根导线代替的单极线路方式。 2 双极线路方式； A. 双极两线中性点两端接地方式； B. 双极两线中性点单端接地方式； C. 双极中性点线方式； D. “背靠背”（back- to- back）换流方式。 四.高压直流输电的优缺点有哪些？ 答：优点：1 输送相同功率时，线路造价低； 2 线路有功损耗小； 3 适宜海下输电； 4 没有系统的稳定问题； 5 能限制系统的短路电流； 6 调节速度快，运行可靠 缺点：1 换流站的设备较昂贵； 2 换流装置要消耗大量的无功； 3 换流装置是一个谐波源，在运行中要产生谐波，影响系统运行，所以需在直流系统的交流侧和直 流侧分别装设交流滤波器和直流滤波器，从而使直流输电的投资增大； 4换流装置几乎没有过载能力，所以对直流系统的运行不利。 5 由于目前高压直流断路器还处于研制阶段，所以阻碍了多端直流系统的发展。 6 以大地作为回路的直流系统，运行时会对沿途的金属构件和管道有腐蚀作用；以海水作为回路时， 会对航海导航仪产生影响。 五.为什么输送相同功率时，直流输电线路比交流输电线路造价低？ 答：因为（1）对于架空线路，交流输电通常采用了三根导线而直流只需一根或二根导线，在输送