一个关于多馈入ACDC和VSC-HDVC系统的说明

1、南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院毕业设计(论文)外文资料翻译系： 电子工程与光电技术系 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 马亚翔 学 号： (用外文写)外文出处: 978-1-4244-6255-1 /11 $26.00©2011 IEEE 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语：成 绩签 名年 月 日一个关于多馈入AC/DC和VSC-HDVC系统的说明Yanfang Wei, Zhinng Wei, Guqiang能源和电气工程学院南京河海大学摘要-直流馈入交直流系统已经成为电网的发展趋势。AC / DC系统之间的相互作用的复杂性,其中直流各子系统

2、对于电压稳定系统的稳定性是一个挑战。对于稳定性差的问题馈入交直流系统,基于直流电压源变换器(VSC-HVDC)应用于馈入交直流系统,提高电压特性特别对于多馈入交直流系统。灵活的控制性能和反应电力双向流动,直流输电系统提供有利条件的改善,特别是在电压稳定性的AC / DC电源。基于非线性耦合馈入交直流系统的特点,本文提出了评论,特别是电压稳定性的AC / DC与VSC-HDVC电力系统。最后,一些不可忽视的问题的解决,特别是在电压稳定性的研究关于AC / DC电源传输系统和未来的研究方向在这一领域的方向进行了讨论。这应当是一学科中的应用进行了VSC-HVDC，未来为提高馈入交直流系统的电压稳定性

3、馈入交直流AC / DC系统。1说明随着高压直流输电在电力系统的使用率增加,地位发生改变，在将来的使用会更加频繁，那里有几个直流输电系统位于附近的对方。目前,中国电力系统进入一个阶段过渡区域网格,国家电网互连。高压直流超强的优势十分明显,长途传输和电力系统互联,特别是直流馈入交直流已成为一个目前的发展趋势,分析华东电网,特别是已经形成AC / DC的混合动力系统。与此同时,随着日益严重的能源短缺、环境污染,高度的重视和发展利用可再生能源、分布式发电(DG)技术发展迅速。直流技术是DG的一种关键技术电网规模集成电路。随着DG使用的增长，是有必要的去推广馈入交直流系统。相比单馈入直流输电系统，MI

4、DC系统具有传输容量大，更灵活操作模式。引进多个DC系统提高了整个系统的可控性，它带来了一些特殊的问题：相互影响交流和直流电源系统，直流子系统之间系统，直流控制系统结构的差异和参数; MIDC系统换流站有非常密切的电气距离和非线性，强耦合特点，使得安全性和稳定性MIDC AC / DC系统更加突出，并把提出了更高的要求，为系统的稳定运行和控制。传统的直流输电用晶闸管交换设备，只能控制传导角度，它需要反向电压，以实现截流，晶闸管换设备的换相失败是系统的安全运行构成威胁;过程中消耗大量的无功功率，交流系统，它是构成严峻挑战连接。因此，它是具有重要的现实电压稳定分析的MIDC的意义系统，有效的分析方

5、法。 2电压稳定性的研究多馈入AC / DC电源系相比传统的单馈入高压直流输电系统，多馈入系统具有更复杂的相互作用直流子系统之间交流和直流系统 ；"直流系统控制和运作模式的多样性无功功率调节和电压稳定性问题更复杂的交流系统比、 单馈入系统，使电压稳定问题多馈入系统变得更加突出。目前，基于传统馈入系统研究高压直流输电是主要是静态电压稳定分析方法这被晋升为静态电压馈入系统 8-9 稳定性分析是很容易给裕度指标的电压稳定和敏感指数的状态变量，是有利于优化和调整的系统，但馈入 AC/DC 的静态电压稳定性分析系统现在不完美。交直流混合系统是非常复杂非线性动态系统, 系统是由一组的非线性代数描

6、述方程和微分方程组、 静态或基于假设的准-静电磁场模型不能反映实际系统的情况. 目前，电压稳定分析方法Ac/DC 系统大致分为两类：静态和动态电压稳定分析。静力电压稳定分析，在主要使用这些方法交流系统电压稳定促进馈入系统，这些方法主要有如下： 最大功率曲线方式、 短路比，电压稳定因子、 控制敏感指数、 特征值分析，点的崩溃、 非线性规划等。从电压稳定的本质，电压不稳定过程是一个动态的过程，学术工作的深入研究 电压不稳的能动作用机制系统组件的少，主要动态电压稳定分析方法如下：动态电压稳定分析方法如下所示： 动态最大的功率曲线、 时域分叉理论模拟、 暂态能量函数方法等 10以新的力量的迅速发展电子

7、设备和控制技术，使用电压来源转换器 (VSC) 和脉宽调制技术，电压源转换器，高压直流输电（VSC - HVDC）系统已投入运行。 VSC - HVDCAC总线补偿无功功率AC / DC MIDC系统，接收系统提供电压支持。这将有利于防止换相失败晶闸管转换设备，并有助于快速失败后的恢复直流电源。因此，VSC - HVDC在供电为广阔的应用前景无源网络，分布式发电系统，互联网络交流等，它是一个潜在某个单位的解决方案，介绍了VSC - HVDC提高MIDC AC / DC系统电压稳定11-12。3VSC-HVDC的特点1997年3月,第一VSC-HVDC组成的IGBT测试项目投产,在这个世界上瑞典

8、,这标志着新VSC-HVDC技术正式进入商业运行。VSC-HVDC的系统电路结构图1显示的是,主要的设备如下:完全控制变换桥臂,直流侧电容、交流侧变换器变压器(或交流侧反应器),交流滤波、控制和转炉的保护设备等。结构的换流站位于两个双方的直流系统是在图 1 中，一个结构相同换流站的一方如图 2 所示三相交流系统的对称，为采取 A作为一个例子的阶段。在图 2 中， 代表VSC1 基本电压输出相，代表的交流电压相量系统连接直流系统、 表示转换器变压器阻抗、 代表交流滤波器阻抗、 有功功率和交流有功功率在系统进入换流变压器和和，一代表转换器的电流变压器，假设方向图2， (1) 复杂的电源S到AC系统

9、换流变压器的满足： （2）从（1）到（2），然后 （3） （4）积极的计算及无功功率其他两个阶段的传递是一样的以上。（3），（4） 我们可以推断出：1if现在vsc1从交流系统侧消耗有功功率，工程整流状态下;2 if现在vsc1注入交流侧有功功率，转换状态下工作;3 if现在vsc1工程纯无功补偿状态下，消耗或吸收无功功率;4 那么根据统一vsc1工程功率因数状态，传输有功功率无消耗无功功率。通过以上分析，如果控制模式VSC是SPWM可以控制 阶段通过调整调制和参考相位，并能根据实际需要，使整流器下的VSC工作，转换器或纯无功补偿状态。如果VSC控制SPWM，和􀀅可以独立控制

10、在VSC - HVDC系统，也就是PSA控制实现间接控制，和控制通过控制，能够获得独立和灵活的主动控制和无功功率。4电压稳定性的研究多馈入AC / DC系统和VSC - HVDC基于是MIDC的新的功率网格样式AC/DC系统与VSC-HVDC，分布式发电的稳定和发展系统互连，依法日趋成熟最近 VSC-直流输电技术和快速增长的实际传输能力，它拥有理论进行系统地研究电压的意义多馈入交直流 VSC-高压直流输电系统的稳定性和使用有功和无功独立控制和无功功率的双向调节能力大容量VSC - HVDC的转换设备提供MIDC AC / DC系统的有效反应的支持。参考文献13获得了一个数学模型适用于计算牛顿潮

11、流的基础上VSC - HVDC稳态模型提出了AC / DC混合动力系统功率流算法，该算法解决方案的时间是最大的无功功率有关的交流转换器总线，如果这个值不符合要求的，可能会导致数值振荡，增加迭代次数。参考文献14使用逆系统方法设计VSC - HVDC系统，有功和无功独立控制HVDC和VSC - HVDC并行连接到同一总线AC系统，包含一个系统，不仅有VSC - HVDC，但也有馈入直流输电，研究电压特性的影响时，VSC - HVDC馈入一个MIDC系统。上述模型不全面周到的内部组件VSC - HVDC，发电机和动态特征对于那些需要充分考虑动态负载属性下大的干扰，系统的现状多馈入系统电压稳定性问题

12、的研究还没有形成系统的方法。电压不稳定过程本质上是一种动态过程，当电压不稳定机制的研究和其动态的过程，它需要考虑的作用模型非线性和动态元素，适当的数学模型，采用适当的动态这基本上分析电力系统的方法动态非线性系统，电压稳定的变化是本质上是由对稳态过程分叉。实践证明分叉理论是功能强大的工具，用于分析的稳定机制非线性动力系统结构和广泛应用于电力系统电压稳定性分析如何考虑动态特性发电机的直流系统、 转换器、 静止无功补偿装置和负载、 复杂的相互作用多馈入交直流系统的子系统，当中建立动态模式下，合理精度很重要基本的工作。介绍与非线性动力学理论计算和仿真，分析电压不稳机制和馈入 AC/DC 的动态过程系统

13、中提出电压稳定控制的策略与高压直流输电电压源，多馈入交直流系统充分发挥VSC - HVDC电压支持是有利于实现系统优化调度、 预防和控制等。"研究成果可用于电力系统的研究，操作和调度部门与实用性。5总结考虑VSC-HVDC系统的优点技术,它是非常重要的，介绍多馈入交直流系统并使用 VSCHVDC电压源型高压直流输电瞬变电压稳定性的提高多馈入交直流系统。鉴于目前的研究情况，有几个MIDC AC / DC系统电压稳定点VSC - HVDC应注意：1多馈入交直流静态及动态模型系统的 VSCHVDC，以满足需要的电压应建立稳定性研究。适当简化的模型适用于电压稳定性的研究多馈入 AC/DC 的

14、VSCHVDC 系统应设置通过考虑的动态特性高压直流输电电压源和传统的主要组件高压直流输电与交流系统。 2: 考虑直流控制的变化MIDC AC / DC系统的模式和控制参数VSC - HVDC，DC和AC之间的相互作用子系统，系统和DC参数品种发电机励磁控制，负荷模型和有载调压变压器换，非线性环节。参数和环节有很强的相关性的诸多因素AC / DC系统电压稳定分析电压稳定机制应发现之间的VSC - HVDC和比较传统的电流源型变频器和使用分叉理论。 3MIDC电压稳定控制策略AC / DC与VSC - HVDC系统应提出结果与理论分析相结合的应用背景和使用分叉理论电压稳定性的研究。 参考文献1

15、LIPS H. P., “Aspects f multiple infeed f HVDC inverter statin int a cmmn AC system”, IEEE Trans n Pwer Apparatus and Systems, vl. 92, n. 2, pp. 135-141, 1973.2 Aik D.L.H., Anderssn G., “Vltage stability analysis f multi-infeed HVDC systems”, IEEE Transactins n Pwer Delivery, vl. 12, n. 3, pp. 1309-1

16、318, 1997.3 Aik D.L.H., Anderssn G., “Use f participatin factrs in mdal vltage stability analysis f multi-infeed HVDC systems”, IEEE Transactins n Pwer Delivery, vl. 13, n. 1, pp. 203-211,1998.4 Nayak R.N., Sasmal R.P., Sehgal Y.K., and Sanjay M., “AC/DC interactins in multi-infeed HVDC Scheme: A ca

17、se study”, IEEE Pwer India Cnference, 2006, India, pp.662-666, 2006.5 Karawita C., Annakkage U.D., “Multi-infeed HVDC interactin studies using small-signal stability assessment”, IEEE Transactins n Pwer Delivery”, vl. 24, n. 2, pp.910-918, 2009.6 de Tled P.F., Jiuping Pan, Srivastava K., WeiGu Wang,

18、 and Cha Hng, “Case study f a multi-infeed HVDC system”, Pwer System Technlgy and IEEE Pwer India Cnference, 2008,India, pp. 1-7, 2008.7GU ia-jiang, MA Shi-ying, BU Guang-quan, and TANG Yng, “Survey n crdinated cntrl f multi-infeed DC systems”, Autmatin f Electric Pwer System, vl. 33, n. 3, pp.9-15,

19、 2009.8 YUAN Wei-peng, ZHANG Ya, “Study f the static vltage stability in multi-infeed AC/DC system”, Transmissin and Distributin Cnference and Ehibitin: Asia and Pacific, 2005 IEEE/PES, pp.1-5, 2005.9 SHA Ya, TANG Yng, “Vltage stability analysis f multi-infeed HVDC systems using small-signal stabili

20、ty assessment, Transmissin and Distributin Cnference and Epsitin, 2010 IEEE PES, pp.1-6, 201010. LIN Wei-fang, TANG Yng, BU Guang-quan, “Study n vltage stability f multi-infeed HVDC pwer transmissin system”, Pwer System Technlgy, vl. 32, n. 11, pp.7-11, 2008.11 Liu Yan, Chen Zhe, “Stability analysis

21、 f multi-infeed HVDC system applying VSC-HVDC”, Pwer and Energy Sciety General Meeting, 2010 IEEE, pp. 1-7, 2010.12 ZHA Cheng-yng, SUN Ying, “Study n cntrl strategies t imprve the stability f multi-infeed HVDC systems applying VSC-HVDC”, Cnference n Electrical and Cmputer Engineering, CCECE 2006, Canadian, pp. 2253-2257, 2006.13 ZHENG Cha, ZHU ia-in, LI Ru-mei, and SHENG Can-hu