论文柔性直流输电系统谐振问题主动抑制方法是关于对写作直流输电论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文轻型直流输电论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
[摘 要]文章首先对柔性直流输电系统进行了概述,然后探讨了柔性直流输电系统的谐振问题及主动抑制方法,最后提出了柔性直流输电系统亟待解决的关键问题.
[关键词]柔性直流输电系统；谐振；抑制
一、前言
近年来,随着城市电网的不断发展和电力电子器件的快速进步,使柔性直流技术在城市电网中的实际应用已成为可能.谐振问题是柔性直流输电系统的核心问题,我们要加强对柔性直流输电系统的谐振问题及主动抑制方法的重视.
二、柔性直流输电控制系统的基本特性及要求
柔性直流控制系统包括换流站级控制保护系统
和换流阀级控制保护系统,和常规直流输电不同的是,柔性直流输电系统中的阀级控制保护系统更为复杂.尤其是在MMC-HVDC中,对阀体的控制保护更多依赖阀级控制器完成,包括根据换流站级控制信号的要求产生换流阀子模块的控制信号,进行数据处理和汇总,以及实现换流阀的保护等功能.因此,柔性直流控制保护系统通常需要实现纳秒级的高速同步控制,以满足柔性直流输电控制系统高实时性的要求.
一般来说,双端柔性直流系统的正常运行需要一端控制直流电压,另一端控制有功功率,而两端的无功调节相互独立,保持系统输送的功率及直流电压稳定.在控制策略上,无论采用两电平还是MMC技术,其交流侧具有类似的等效数学模型,因此均可采用相同的站级控制策略.在众多的站级控制策略中,直接电流矢量控制策略以较高的电流响应速度和精确的电流控制效果而被广泛应用.当系统受到扰动或发生故障时,控制系统应立即利用其快速性进行调控或切换控制方式,抑制扰动或事故扩大,使直流系统尽可能不退出运行而发挥其技术优势,给交流系统提供有力的支援.只有当系统发生较严重故障或永久故障,控制系统已达到控制范围极限,系统仍不能恢复稳定时,保护才迅速动作,闭锁换流器触发脉冲,停运换流器,根据故障严重程度和不同区域,保护动作发出报警及跳开交流断路器指令,隔离故障设备,停运系统.
三、柔性直流输电系统的谐振问题及主动抑制方法
1.直流侧电容值对系统谐振的影响
假设交流电网中不存在和换流站回馈至交流网络频率相同的谐波源,且交流网络中有一频率为的正序分量,根据谐波传递准则可知,从PCC看入换流站的交流正序阻抗、交流负序阻抗计算模型如式（1）、（2）所示：
式中：为交流电网角频率；λ为阻抗角；、分别为直流侧频率为和的等效阻抗；M为调制系数；、分别为交流侧频率为的正序等效阻抗和频率为的负序等效阻抗.
抑制柔性直流输电系统网络谐振的常规措施为被动地调整系统参数来避免某次谐波谐振,这往往容易顾此失彼.
2.交流系统强度对谐振的影响
换流站所联交流系统的强度主要表现为换流站接入点交流系统的等值阻抗,交流系统强度可以用短路比表示.短路比定义为：
式中：UN为换流站交流母线额定电压；PdN为额定直流功率；|Zs|为换流站接入点交流系统的等值阻抗值.短路比和电网等值阻抗标幺值|Zpu|成倒数关系.当短路比小于3时,所接交流系统为弱交流系统；反之,为强交流系统.短路比越大电网等效阻抗越小,即短路比越大电网越强.
3.主动抑制方法
若在输出电抗支路串联电阻,能有效阻尼谐振过电压,但会增加系统的功率损耗,甚至影响系统的正常运行.为此,本文提出等效增大换流站输出阻抗支路谐波电阻的方法,该方法既能有效抑制谐振过电压产生,又不额外消耗系统功率,也不影响系统的基波电阻.
四、柔性直流输电系统亟待解决的关键问题
1、具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构
电压源型换流器存在整流器效应,当直流线路发生短路故障时,这种效应导致交流系统向短路点提供直流短路电流,造成短路点无法灭弧,只能依靠交流侧断路器断开切断故障,造成系统彻底停运.研究具有直流故障清除能力的拓扑结构是解决上述问题的手段之一.
2.高压直流断路器技术
由机械式断路器和电力电子器件组成的混合型固态断路器仍然是未来的发展趋势.ABB等公司已经宣布研制成功可以应用于320kV直流电网的混合直流断路器,可开断最大16kA的故障电流.但目前直流断路器方案成本过高,难以商业应用,同时电压等级和关断电流的能力有待于提高.
五、结束语
通过对柔性直流输电系统的谐振问题及主动抑制方法问题的思考,进一步明确了谐振问题在柔性直流输电系统中的重要性.在后续的柔性直流输电系统中,我们要加强对谐振问题的思考.
参考文献
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参考文献：
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