高压直流大功率调制策略概要.ppt

1、高压直流大功率调制策略,电气工程 2013年12月XX日,等面积定则,调制策略,控制策略及EMTP的使用,1,2,4,直流电路,3,目录,短路前暂态电抗，则正常运行时的功率为：,式中，,等面积定则,发生短路时，在正常等值电路中的短路点接入短路附加电抗X，则运行功率为：,等面积定则,发生短路时，在正常等值电路中的短路点接入短路附加电抗X，则运行功率为：,等面积定则, ,等面积定则,比较， ， ， 的大小，,等面积定则,图1,在正常运行时，若原动机输入功率为PT=P0，发电机的工作点为a，则于此对应的公交为0。 故障瞬间，发电机的工作点应在故障时的功角特性PII。由于转子具有惯性，功角不能突变，发

2、电机输出的电磁功率应由PII对应于0的点b确定，设其值为P（ 0 ）。这时原动机的功率PT仍保持不变，于是出现过剩功率P （ 0 ）=PT-Pe= P0-P（0）0,它是加速性的。 在加速性的过剩功率作用下，发电机获得加速，是其相对加速度 ，于是功角开始增大。发电机的工作点将沿着 由b向c移动。在变动的过程中，随着 的增大，发电机的电磁功率也增大，过剩功率则减小，但过剩功率是加速性的，所以， 不断增大。,等面积定则,等面积定则,如果在功角为在 时，故障线路被切除（故障切除角），在切除瞬间，由于功角不能突变，发电机的工作点变转移到 上对应于 的点d。此时，发电机的电磁功率大于原动机的功率，过剩功

3、率 ，变成减速度的了。在此过剩功率作用下，发电机转速开始降低，虽然相对速度 开始减小，但它仍大于0，因此功角继续增大，工作点将沿着 由d向f变动。发电机则一直受到减速作用而不断减速。 如果到达f时，发电机恢复到同步速度，即 ，则功角抵达它的最大值 。 虽然此时发电机恢复了同步，但由于功率平衡尚未恢复，所以不能再点f确立同步运行的稳态。发电机在减速性不平衡转矩的作用下，转速继续下降而低于同步转速度，相对速度改变符号，即 ，于是功角开始减小，发电机工作点将沿 由点f向点d，s变动。 以后的过程，在不计能量损失，工作点将沿 曲线在点f和点d之间来回变动，于此相对应，功角将在 和 之间变动。考虑到过程

4、中的能量损失，振荡将逐渐衰减，最后再点s上稳定地运行。,小结： A：在功角由 变到 的过程中，原动机输入的能量大于发电机输出的能量，多余的能量将使发电机转速升高并转化为转子的动能而存储在转子中， ， 。 B： 而当功角由 变到 时，原动机输入的能量小于发电机输出的能量，不足部分由发电机转速降低而释放的动能转化为电磁能来补充， ， 。 C： Sabce，形成的动能量为 Sedfg，形成的动能量为,A. Description of the contents,C. Description of the contents,等面积定则,当满足 条件时，动能量增加为0。即短路后得到加速使其转速高于同步速

5、的发电机重新恢复了同步。即， Sabce = Sedfg 即，在高压直流输电系统中发生故障时，如何改变Sabce与Sedfg两部分的面积，以便使系统快速恢复到稳定状态。,调制策略,Description of the contents,控制高压直流侧的输出功率,调制策略 -,-（1）,-(2),-(3),由式(3)可知,对于发电机来说，直流调制后相当于电磁功率向上抬升了。将系统故障情况下的暂态稳定性则可以用下面功角曲线解释，图2为故障后第一摆正摆阶段: 由上面分析可知,故障后的加速面积a大于减速面积c,则系统第一摇摆失稳。若故障后适时提高直流功率，调制量为， 如图2所示，则等效减少原动机的输出

6、功率，从而减小加速面积A，同时增大减速面积B。相反地，在功角回摆期间，适量减小，从而增加加速面积A，减小减速面积B，可以避免回摆失稳。因此，适当的调制有利于系统暂态的稳定性。,调制策略 -,附加Pd后,调制策略 -,附加Pd后,图2,Click to add Text Click to add Text,Click to add Text Click to add Text Click to add Text,“ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall deveoped by Guild Design Inc.”,直流电路

7、 -接线原理图,-整流电路,直流电路,Text in here,Text in here,Text in here,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,-逆变器,直流电路,在原有直流主控制器的基础上附加一个调制器，将输入的两端交流系统中异常信号经过微分环节、滤波环节、补偿环节、滤波陷波环节、增益和限幅环节后输出，作用到直流主控制器,获得附加电流和功率，并加在整流侧，从而改变直流线路的输送功率。,控制策略及EMTP的使用,控制策略及EMTP的使用,电气接线原理图,控制策略及EMTP的使用,-仿真结果,由图可知,调制前发电机SOUTH Gl的功角首摆达到51，但调制后功角首摆只有40下降了近11。 在调制过程中，直流大方式调制能够反映系统暂态的输入信号，而这个输入信号就是变化的交流功率。在系统功角正摆时提高直流输送功率，降低系统等效机械功率，使系统的加速面