第8章_MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例.ppt

第8章MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例,8.1高压直流输电系统的仿真实例8.2静止无功补偿器(SVC)的仿真实例8.3晶闸管控制串联电容器(TCSC)的仿真实例,8.1高压直流输电系统的仿真实例,8.1.1HVDC系统的基本结构与工作原理8.1.2HVDC系统的仿真模型描述8.1.3HVDC系统的调节特性8.1.4HVDC系统的起停和阶跃响应仿真8.1.5HVDC系统直流线路故障仿真8.1.6HVDC系统交流侧线路故障仿真,8.1.1HVDC系统的基本结构与工作原理,1)换流变压器，其一次绕组与交流电力系统相连，其作用是将交流电压变为桥阀所需电压。2)换流器C1、C2，由晶闸管组成，用做整流和逆变，实现交流电与直流电之间的转换。3)滤波器，交流侧滤波器一般装在换流变压器的交流侧母线上。4)无功补偿装置，换流器在运行时需要从交流系统吸引大量无功功率，在稳态时吸收的无功功率约为直流线路输送有功功率的50%，因此，在换流器附近应有无功补偿装置为其提供无功电源。5)直流平波电抗器，减小直流电压、电流的波动，受扰时抑制直流电流的上升速度。,图8-1单极大地回流直流输电系统的基本结构,8.1.2HVDC系统的仿真模型描述,1.线路的参数2.整流环节简介3.逆变环节简介4.滤波器子系统简介,图8-2,图8-3整流环节子系统结构,图8-4整流器子系统结构,表8-1整流器控制和保护子系统包含的模块及作用,表8-2逆变器控制和保护子系统包含的模块及作用,图8-5滤波器子系统结构,图8-6直流系统调节特性,8.1.4HVDC系统的起停和阶跃响应仿真,1)晶闸管在0.02s时导通，电流开始增大，在0.3s时达到最小稳态参考值0.1p.u.，同时直流线路开始充电，使得直流电压为1.0p.u.，整流器和逆变器均为电流控制状态。2)在0.4s时，参考电流从0.1p.u.斜线上升到1.0p.u.(2kA),0.58s时直流电流到达稳定值，整流器为电流控制状态，逆变器为电压控制状态，直流侧电压维持在1p.u.(500kV)。3)在0.7s时，参考电流出现-0.2p.u.的变化，在0.8s时恢复到设定值。4)在1.0s时，参考电压出现-0.1p.u.的偏移，在1.1s时恢复到设定值。5)在1.4s时，触发信号关断，使得电流斜线下降到0.1p.u.。,6)在1.6s时，整流器侧的触发延迟角被强制设置为166，逆变器侧的触发延迟角被强制设置为92，使得直流线路放电。7)在1.7s时两个变换器均关断，变换器控制状态为0。,表8-3系统控制参数随时间变化表,表8-3系统控制参数随时间变化表,a)整流侧得到的相关波形b)逆变侧得到的相关波形图8-7HVDC系统的起停和阶跃响应仿真波形图,表8-4变换器控制状态及意义,图8-8HVDC系统直流线路故障仿真波形图a)整流侧得到的相关波形,图8-8HVDC系统直流线路故障仿真波形图(续)b)逆变侧得到的相关波形,a)整流侧得到的相关波形b)逆变侧得到的相关波形图8-9HVDC系统交流侧线路故障仿真波形图,图8-10逆变器交流侧线路故障时三相电压和电流波形图,8.2静止无功补偿器(SVC)的仿真实例,8.2.1SVC的基本结构与工作原理8.2.2Simulink中的SVC模块介绍8.2.3SVC系统的仿真模拟,图8-11SVC原理图,图8-12SVC的伏安特性曲线,8.2.2Simulink中的SVC模块介绍,1.SVC模块的基本功能2.SVC模块的控制系统,图8-13SVC模块示意图,表8-5SVC模块的输出信号,图8-14SVC模块功率数据参数设置对话框,图8-15SVC模块控制参数设置对话框,图8-16SVC控制系统框图,8.2.3SVC系统的仿真模拟,1)00.2s时电压源幅值为1.0p.u.。2)0.20.5s时电压源幅值为0.94p.u.。3)0.50.8s时电压源幅值为1.06p.u.。4)0.51.0s时电压源幅值为1.0p.u。,图8-17具有并联补偿设备的简单系统,图8-18,图8-19仿真结果图,图8-20未加SVC装置和加装SVC装置后的随源电压变化,8.3晶闸管控制串联电容器(TCSC)的仿真实例,8.3.1TCSC基本原理与数学模型简介8.3.2Simulink中的TCSC模块介绍8.3.3利用TCSC提高系统输电容量的仿真模拟8.3.4TCSC对系统暂态稳定性影响的仿真模拟,图8-21TCSC模块结构,图8-22TCSC标幺值电抗(=/)随变化的特性图,图8-23TCSC模块示意图,图8-24,图8-25TCSC模块参数设置对话框,图8-26500kV的电力系统仿真模型,图8-27利用TCSC提高系统稳态传输功率的仿真结果,8.3.4TCSC对系统暂态稳定性影响的仿真模拟,(1)三相电源模型(2)三相变压器模型(3)三相输电线路模型(4)三相额定负载模型(5)电力系统故障模型1.三相短路故障仿真2.单相接地故障仿真,图8-28简单电力系统,图8-29,图8-30升压变压器的参数设置,图8-31降压变压器的参数设置,图8-32三相输电线路的参数设置,图8-33负载的参数设置,图8-34,图8-35三相电压电流测量模块的参数设置,图8-36观察负载上电压和功率波形的仿真电路图,图8-37没