高压直流分断技术在多端高压直流输电系统中的应用研究

在我国,随着用经济的快速发展,用电量迅速增加。我国的负荷中心集中在东部沿海地区,而煤电、水电资源大多分布在西部和西南地区,因而需要进行远距离大容量的电力输送。高压多端直流输电技术适合长距离大容量输电和电网互联,在我国有广阔的应用前景。然而,高压直流开关技术发展缓慢,到目前为止还没有适合工程使用的高压直流开关,这严重阻碍了高压多端直流输电技术的广泛应用。 本文主要研究了高压直流断路器及其在高压多端直流输电系统中的应用。首先,本文根据CIGREBenchmark直流输电模型,用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了环网式三端高压直流输电系统仿真模型,介绍了模型所采用的控制系统,并对三端直流输电系统的启动过程和稳态运行状况进行仿真分析。 然后,分析了几种直流开断的方法,最终选用自激振荡方式,采用Cassie-Mayr电弧模型,建立了高压直流断路器模型。针对仿真波形详细论述了直流开断的过程,通过大量的仿真数据分析了转移支路参数L、C和R对开关时间的影响,并且建立双断口直流断路器模型,与单断口直流断路器进行对比仿真研究。 最后,本文在以上工作的基础上建立了含有高压直流断路器的环网式三端直流输电系统模型,分析了切除直流输电线路的过程,并对使用直流断路器切除故障换流站做了仿真分析。