换相失败时刻特高压直流受端电网的无功变化特性分析开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国经济的快速发展,我国的电力发展脚步不断加快,电力系统的运行电压等级不断提高,电网络结构规模也正不断的扩大。预计到2020年,我国建设的直流输电工程将达50项左右,其中包含多项特高压工程,于是发展远距离、大容量的特高压交直流混合输电系统成为了发展的必然趋势。如此庞大的工程投运,当交直流系统运行过程中有异常状况发生时,造成的损失是巨大的。所以从特高压直流系统为出发点,对换相失败时刻特高压直流受端电网的无功变化特性问题进行探讨。

传统的电网换相高压直流输电(lcc-hvdc)具有输送容量大、传输距离远、技术相对成熟的优点,在“西电东送”和“全球能源互联网”战略中扮演着重要角色。然而 lcc-hvdc 采用不具备自关断能力的晶闸管作为换流元件,容易发生换相失败。换相失败会造成直流电流、电压、功率的剧烈变化,在我国“强直弱交”的电网架构下,是制约电网安全稳定运行的关键因素之一。因此,有必要深入研究换相失败的预防措施。针对换相失败的预防措施,国内外文献主要从两方面开展了广泛研究:其一是从拓扑结构入手预防换相失败;其二是从控制策略方面入手预防换相失败。通过改变 lcc-hvdc 拓扑结构来预防换相失败的措施普遍存在成本高昂的缺点。因此,部分文献从控制策略角度提出了换相失败的预防策略。

目前,国内关于特高压交直流耦合电网的研究主要集中在特高压交直流电网交互影响研究和多馈入直流受端电网换相失败风险研究,对特高压直流换相失败后提升送端电网频率电压稳定措施研究较少。

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2. 研究的基本内容与方案

直流换流器发生换相失败,将造成换流器桥臂中同一相上的两个阀同时短时导通,形成直流换流器短时短路,此时送端与受端的无功功率大幅变化,表现为对系统不利的无功功率冲击。需对直流换相失败过程中的送受端暂态无功功率特性开展研究,主要研究内容包括:1)掌握pscad软件的使用方法;2)建立特高压直流受端电网的pscad暂态仿真模型模型;3)换相失败时刻特高压直流受端电网无功功率特性分析。

pscad是dwoodford博士于1976年开发的一种电力系统计算机辅助设计/含直流电磁暂态计算程序。pscad是emtdc的前处理程序,emtdc是目前电气工程领域应用最广泛的电力系统仿真分析软件之一。采用pscad仿真软件可以解决系统规模和复杂性限制、场地条件限制、绝对安全性和接触电力系统中的前沿技术等优点。

pscad主要用于电力系统频域及时域仿真分析,典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时,电气参数随时间的变化;也可用hvdc、facts等控制器的设计、电力电子领域等仿真计算,如对交流同步电机的运行状态进行研究。用户通过在控制界面中构造电气连接图,并可设置各元件的参数值,仿真时利用fortran编译器进行编译、连接, 其结果可在plot窗口中实时生成曲线,以验证仿真结果的正确性,且能与matlab软件实行对接。

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3. 研究计划与安排

  • 第1周 撰写并完成开题报告,无错字、别字,格式规范;
  • 第2周 修改、完善开题报告,进行开题答辩,主要对研究意义(1-3句话)、目标(1-3句话)、内容(1-3句话)、技术路线,重点就技术路线中主电路框图、控制电路框图进行讲解;
  • 第3周 撰写毕业设计论文目录,需要获得指导老师认可;
  • 第4周 深化、细化技术方案 内容,搜索并理解相应;
  • 第5-7周 根据理论,采用PSCAD搭建模块进行仿真理论;
  • 第8-10周 仿真结果优劣进行具体分析,提出改进思路和办法,针对研究目标、内容进一步细化课设内容;
  • 第11-14周 根据论文目录撰写正文,内容层次清楚,格式规范;
  • 第15周 修改、完善论文;
  • 第16周 打印论文,准备答辩。

4. 参考文献(12篇以上)

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[3]赵一琰,华文,邓晖,黄弘扬,宋春燕.调相机接入对浙江电网的影响研究[j].浙江电力,2018,37(01):8-12.
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