高压直流输电的整流控制毕业论文（陆文军） - 图文 

中 南 大 学 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文（设计） 论文题目 高压直流输电的整流控制 学 院 中南大学成教学院 专业班级 电气工程及其自动化 完成时间 2011年3月 指导老师 华满香 高压直流输电的整流控制 摘要 直流输电是电力系统中近年来迅速发展的一项新技术。直流输电克服了上述电感的损耗.只有导线电阻的损耗.主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。直流 输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不断增长和 提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制和规划等的发展 为直流输电开辟了广阔的应用前景。 由上可见，高压直流输电具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点，特别适合用于长距离点对点大功率输电，而采用交流输电系统便于向多端输电。交流与直流输电配合，将是现代电力传输系统的发展趋势。 本文在论述了直流输电基本概念、构成、发展及主要设备的基础上，讨论了直流输电的基本工作原理、谐波与无功问题、直流输电的控制与保护并在MATLAB上搭建并仿真了一些直流线路的运行。通过对仿真出波形的一些不足的分析，联系到在实际工程可能存在的问题。 关键词：高压直流输电；谐波；滤波器；晶闸管；PI控制；12脉波直流单级输电整流；MATLAB 目录 第1章 绪论 ............................................................................................................... 4 1.1 高压直流输电控制部分的课题背景............................................................ 4 1.2 本课题研究的主要内容及选题的意义........................................................ 4 1.3 高压直流输电的构成.................................................................................... 4 1.4 高压直流输电的点优缺点及适用场合........................................................ 5 1.5 高压直流输电的历史与国内外的现状........................................................ 8 第2章 高压直流输电系统的主要设备 ............................................................... 11 2.1 换流装置...................................................................................................... 11 2.2 换流变压器.................................................................................................... 16 2.3 无功补偿装置................................................................................................ 17 2.4 谐波以及滤波器............................................................................................ 18 2.5 平波电抗器.................................................................................................. 19 2.6 滤波器类型.................................................................................................. 19 2.7 直流输电线路.............................................................................................. 22 第3章 电网换相直流输电的控制 ......................................................................... 25 3.1 基本控制方式.............................................................................................. 25 3.2 PI控制 ......................................................................................................... 26 第4章 仿真及仿真结果分析 ................................................................................... 30 4.1 高压直流输电搭建的模型及其各个部分介绍............................................ 30 4.2 系统模型各个部分参数的设定.................................................................. 32 4.3 仿真及仿真结果............................................................................................ 33 4.4 不挂交流滤波器时高压直流输电输出波形及分析.................................. 46 第5章 总结和展望 ................................................................................................. 51 5.1 总结................................................................................................................ 51 5.2 高压直流输电技术的简单展望.................................................................... 51 第1章 绪论 1.1 高压直流输电控制部分的课题背景 随着电力电子技术的发展，高压直流输电变得可行，且得以充分的发挥其各方面的优点。目前世界上已近有80项高压直流输电工程投入运行，我国也有10项高压直流输电工程在国家电力网架中应用，在优化能源配置,保障国家能源安全和促进国民经济发展中起着重要的作用。随着国家“西电东送、南北互供、全国联网”战略方针的实施，加快建设以百万伏级交流和±660kV、±800kV、±1000kV级直流系统特高压电网为核心的坚强的电力网架已成为趋势。中国将建设世界上输送容量最大、输送距离最远的高压直流输电工程。 在高压直流输电中系统控制尤为重要，它决定着整流与逆变能否正常进行。 1.2 本课题研究的主要内容及选题的意义 本课题对±500kV高压串联12脉波直流单级输电整流部分的PI控制器参数进行研究，通过不同参数下整流效果的不同来找到最适合的PI控制器的参数。 选题的意义：高压直流输电要想得到稳定的直流电压控制部分必须要做好，通过本课题的研究可以找出定电流控制PI控制得到合适的触发角，进而得到很好整流直流电压。 1.3 高压直流输电的构成 1.3.1 高压直流输电的概念 高压直流输电的概念是将发电厂发出的交流电，经整流器变换成直流电输送至受电端，再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流的一种输电方式。主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网，具有线路投资少、不存在系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点。 直流输电系统：主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成（见图直流输电系统的基本构成）。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换，前换流器多数采用晶闸管可控硅整流管)组成三相桥式整流作为基本单元，称为换流桥。一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实现交流变直流直流变交流的功能。到目前为止工程上绝大部分直流输电的由半控型的晶闸管器件构成。 1.3.2 高压直流输电的分类 直流输电按输电的极数可分为单极直流输电、双极直流输电、直流多回线输电和多端直流输电。现在运行的直流输电工程中只有很少的运用了多端直流输电，但也只限于放射式。直流输电一般采用双极线路，当换流器有一极退出运行时，直流系统可按单极两线运行，但输送功率要减少一半。 单极高压直流输电又分为一线一地和单极两线的方式，即单极大地回线方式和单极金属回线方式。 图1 单极大地回线方式和单极金属回线方式 直流双极输电分为中性点两端接地方式，中性点单端接地方式和中性线方式。 图2 双极输电中型点接地方式 直流多回输电分为线路多回输电方式和换流器并联方式的多回线输电。线路并联多回输电方式每极线都采用多回输电线路，可提高输电的容量、输电的可靠性及可用率。 多端直流输电分为并联多端直流输电方式和串联多端直流输电方式。 1.4 高压直流输电的点优缺点及适用场合 高压直流输电由于自身的结构和性能，具有一系列的特点。 1. 优点 高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它相对传统的交流输电更经济。直流输电线造价低于交流输电线路但换流站造价却比交流变电站高得多。一般认为架空线路超过600-700km，电缆线路超过20-40km直流输电较交流输电经济。随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的发展，换流设备造价逐渐降低直流输电近年来发展较快。我国葛洲坝一上海1100km、±500kV,输送容量的直