VSC-HVDC技术及其在风电并网中的应用研究

【摘要】：基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）技术自提出发展至今只有二十一年，是一种新型的直流输电技术；其主要特点是采用由全控型电力电子器件构成的电压源换流器（VSC）取代常规直流输电中基于半控晶闸管期间的电流源换流器。VSC-HVDC技术突出了全控型电力电子器件、电压源换流器和脉宽调制（PWM）三大技术特点，可解决常规直流输电技术的诸多固有瓶颈。当前，能源紧缺和环境污染日益严峻，我国风力发电方面的投入不断扩大，VSC-HVDC的技术特点非常适用于风电并网等领域。 本文介绍了VSC-HVDC系统的工作原理，以VSC-HVDC系统的站级控制和谐波分析及滤波器设计为研究对象，进行详细的原理分析，并建立数学及仿真模型；采用PSCAD/EMTDC软件，在电脑试验平台下建立VSC-HVDC系统仿真模型和风电场通过此系统并网的仿真模型，以验证系统的解耦控制及自我调节、恢复能力，及对风电场和电网双端的故障隔离能力。 【关键词】：VSC-HVDC PWM 三相两电平 直接电流控制 交流滤波器 风电场 数学模型 PSCAD/EMTDC
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM721.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-20
• 1.1 基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）概述7-16
• 1.1.1 VSC-HVDC 的起源7-8
• 1.1.2 VSC-HVDC 的基本原理8-9
• 1.1.3 VSC-HVDC 输电系统的特点9-11
• 1.1.4 VSC-HVDC 的发展现状和前景11-16
• 1.2 风力发电概述16-19
• 1.2.1 风力发电16-17
• 1.2.2 基于 VSC-HVDC 的风电场并网工程实例17-19
• 1.3 本文主要工作19-20
• 第二章 VSC-HVDC 系统特性及系统控制20-34
• 2.1 电压源换流器（VSC）20-25
• 2.1.1 VSC 的基本工作原理20-22
• 2.1.2 PWM 调制时的特性分析22-25
• 2.2 VSC-HVDC 系统基本调节方式25-30
• 2.2.1 交流侧调节特性27-28
• 2.2.2 直流侧调节特性28-30
• 2.3 VSC-HVDC 系统控制30-34
• 2.3.1 VSC-HVDC 系统级控制31-32
• 2.3.2 VSC-HVDC 换流站级控制32-33
• 2.3.3 VSC-HVDC 阀级控制33-34
• 第三章 系统谐波分析与滤波34-51
• 3.1 谐波的危害和减小谐波的方法34-35
• 3.2 换流器谐波分析35-38
• 3.2.1 PWM 调制35-37
• 3.2.2 多脉波、多电平换流器37-38
• 3.3 交流滤波器38-46
• 3.3.1 功能和类型38-39
• 3.3.2 换流器引入电网的谐波电压39-41
• 3.3.3 滤波器设计41-42
• 3.3.4 滤波器性能分析42-44
• 3.3.5 滤波效率评定44-46
• 3.4 直流滤波器简述46-51
• 3.4.1 功能和类型46
• 3.4.2 滤波器设计46-47
• 3.4.3 滤波性能分析47-49
• 3.4.4 滤波效率评定49-51
• 第四章 建立 VSC-HVDC 输电模型及仿真51-69
• 4.1 PSCAD/EMTDC 仿真系统简介51-52
• 4.1.1 软件主要功能及研究范围51-52
• 4.1.2 软件应用现状52
• 4.2 VSC-HVDC 系统建模仿真52-69
• 4.2.1 换流站站极控制模块52-60
• 4.2.2 换流站交流滤波器模块60-62
• 4.2.3 VSC-HVDC 系统仿真62-68
• 4.2.4 结论68-69
• 第五章 VSC-HVDC 在风电场并网中的研究69-77
• 5.1 风电场并网导则简述69-72
• 5.1.1 频率误差和运行要求69-70
• 5.1.2 故障穿越能力70
• 5.1.3 有功功率控制要求70
• 5.1.4 无功功率控制/交流电压控制的要求70-71
• 5.1.5 频率控制的要求71
• 5.1.6 电能质量的要求71-72
• 5.2 PSCAD/EMTDC 风电场并网仿真分析72-77
• 5.2.1 仿真系统72-75
• 5.2.2 仿真结论75-77
• 第六章 结论与展望77-79
• 6.1 结论77
• 6.2 未来工作与展望77-79
• 参考文献79-83
• 个人简历 在读期间发表的学术论文83-84
• 致谢84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

对直流输电线路线损的分析和建议    罗振平;

基于VSC-HVDC的清洁能源并网    白古月;高海生;

HVDC换流变压器总运行负载损耗的计算    沈红

采用非穿通型或穿通型IGBT器件的PWM-VSI型逆变器的功率损耗    F.Blaabjerg,李云浩

不同类型逆变器功率损耗和输出电压品质的比较    J.Dudek;杜香芹;

基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术    刘隽;贺之渊;何维国;包海龙;季兰兰;

牵引变压器投切过程的暂态分析    陈意龙

风电孤网中功率调节器的研究    李明

高压直流输电系统直流滤波装置的优化设计    郭锦艳

新型高压直流输电系统滤波原理及方式研究    刘刚

SPWM控制的三电平电压源型STATCOM的研究    白雪垠

异频接地电阻测试仪的研制以及冲击接地电阻的仿真研究    傅智为

六相输电线路的纵联方向保护    程璐璐

直流输电换流站系统构成及主接线方式    王军;

基于SCADA/EMS的负荷实测与网损在线计算的研究与应用    汪永华;王正风;

几种无功补偿技术的分析和比较    杨孝志;

农村配电网中无功补偿的探讨    孙立满;陈继军;

安徽电网网损管理及降损措施    杜贵和;

±800kV云广UHVDC输电线路合成电场测试与分析    楚金伟;肖遥;邓军;陈禾;赵宇明;倪园;张斌;夏辉;

±800kV云广UHVDC输电线路无线电干扰测量与分析    邓军;肖遥;楚金伟;赵宇明;张斌;倪园;夏辉;张建功;

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制    李正熙;郑春雨;樊生文;

快速解耦法潮流计算针对小阻抗支路处理方法的研究    许可,郎兵

基于Lyapunov理论的交流传动系统建模和稳定性分析    刁利军;刘志刚;孙大南;贾利民;

基于SCADA/EMS的负荷实测与网损在线计算的研究与应用    汪永华;王正风;

一种新型电动汽车智能充电机的研制    胡春雨;李武峰;严辉;

基于积分滑模控制的三电平Buck变换器    黄悦华;

PWM整流器直接功率控制的新型调制策略    郑征;王聪;赵焕;

采用电流内模解耦和电压二自由度内模控制的PWM整流器    周渊深;

PWM整流器新型控制策略研究    郑征;邹瑾;

HVDC换流变压器分接头的滑模控制    陈堂贤;陈安庆;卢永杰;付贤东;

基于内模控制的功率内环和电容能量外环的PWM整流器    周渊深;李雪龙;

带负载电流前馈的三相电压型PWM整流器的控制策略研究    高立东;陈阿莲;杜春水;张承慧;

电网电压不平衡下三相VSR的优化控制策略    杜翠静;常万仓;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

多绕组变压器式可调电抗的研究与应用    田军

多直流馈入受端交流电网继电保护动作特性研究    张璞

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计    刘军

新型可编程电液比例控制器关键技术研究    聂勇

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

城市轨道交通能馈式牵引供电系统可靠性、疲劳损伤评估及维护维修方法研究    卢西伟

直流输电线路邻近建筑物时合成电场计算方法及其应用研究    罗兆楠

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

阻抗源能馈型交流电子负载的研究    董云连

基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究    李宜娟

MOSFET并联射频C类放大器    上官晓娟

大功率MOSFET振荡器电路的设计    吴紫君

中压配电网中性点接地方式研究    侯永将

三相大功率PWM整流器系统的研究    张晓峻

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

逆变器用SPWM波形发生器的设计    唐杰;邹爱;李胜刚;李伟;

功率方向元件动作判据的改进    杨兰;杨庭芳;张艳平;

三电平中点箝位式逆变器SVPWM方法的研究    宋文祥,陈国呈

线性组合采样法SPWM新技术    王榕生;

综合电力滤波系统中无源滤波器的优化设计    马大铭,朱东起,谢磊

多功能平衡变压器的等值电路    张志文,熊芝耀,刘福生

多功能平衡变压器及其配套滤波器谐波治理研究    张志文,王耀南,唐求,熊芝耀,周腊吾,刘福生

一种新型的直流输电技术——HVDC Light    胡兆庆,毛承雄,陆继明,李国栋

接地网格的雷电冲击特性    高延庆,何金良,曾嵘

一种新的冲击接地电阻测量方法    潘晓杰;刘涤尘;邹江峰;

变压器仿真计算模型与保护原理研究    韩正庆

新型静止无功发生器控制器的研究    孙晓娟

高压输电线路广域后备保护研究    颜俊

三相并联型有源滤波器的分析与设计    汪荔

VFTO下大型变压器绕组电位分布的快速算法研究    王涛

基于DSP的SPWM变压变频电源的设计    李锋

并联有源滤波器的补偿控制策略研究    周铭秋

风—蓄联合运行系统可行性研究    王艳

电压源换相直流输电技术点评    徐政;

浅谈轻型直流输电技术应用    黎献腾;

轻型直流输电(HVDC Light)在风力发电中的应用    李毅端;

柔性高压直流输电综述    王伟;安森;

新型高压直流输电的开关函数建模与分析    郑超,周孝信,李若梅

电压源换流器高压直流输电技术最新研究进展    汤广福;贺之渊;滕乐天;易荣;何维国;

电压源换流器式轻型高压直流输电    王凤川

多端直流输电技术及其发展    袁旭峰;程时杰;

柔性直流输电技术在风电场并网中的应用探讨    刘菁;

两电平VSC在VSC-HVDC技术中的应用    梁燕;易映萍;姚为正;宋运昌;

轻型直流输电技术的应用与展望    孙峰;叶鹏;蔡志远;赵洪菊;

新型直流输电技术——HVDC LIGHT的应用与展望    孙峰;叶鹏;蔡志远;赵洪菊;

轻型直流输电——新一代HVDC技术    王军;付海涛;

VSC-HVDC系统的动态建模及其解耦控制策略研究    周克亮;朱晓东;傅晓帆;程明;王伟;王彤;

轻型直流输电技术在近海风力发电系统中的应用    李童;胡月双;姜威;王广庆;

建设可再生能源智能充电站的探讨    苏黎;

模块化多电平均压策略研究    董文杰;张兴;刘芳;王付胜;

让高端装备运转起来    李治国

柔性直流输电示范工程落户上海浦东    肖斌

特大型城市电网供电新方案的探讨    张进 斯塔夫安·鲁丁

国网建成柔性直流输电工程    记者 赫然

亚洲首条柔性直流输电示范工程投入运行    李想

亚洲首项柔性直流输电示范工程投运    记者 林海宇

亚洲首条柔性直流输电示范工程运行    本报记者 孟祥路

亚洲首条柔性直流输电线沪上投运    记者 赵维光

新型海上风力发电与直流海底电缆    河南 张国光

柔性直流输电设备实现国产化    本报记者 杨娜

基于VSC-HVDC的风电场联网技术研究    尹明

新型直流输电系统损耗特性及降损措施研究    潘武略

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制与保护策略研究    陈海荣

电网故障条件下VSC-HVDC系统特性及其控制策略研究    魏晓云

特高压直流输电线路保护新原理研究    郑晓冬

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

基于MMC的多端直流输电系统控制方法研究    胡静

全控直流输电新型拓扑方案探索性研究    张翌晖

新型混合双馈入直流输电系统的基础特性研究    郭春义

模块化多电平换流器型直流输电若干问题研究    屠卿瑞

基于电压源换流器的高压直流输电系统控制方法的研究    梁律

轻型高压直流输电系统建模及其损耗分析    张继伟

自抗扰控制技术在轻型高压直流输电系统中的应用    范彬

基于电压源换流器的混联系统静态电压稳定性分析    李春亮

轻型高压直流输电控制策略研究    从振

轻型直流输电控制策略及控制系统软件设计    李金丰

轻型直流输电的运行与控制    严尔梅

轻型直流输电的一种解耦控制策略    周小兵

轻型高压直流输电系统的非线性控制策略研究    吴维鑫

VSC-HVDC的受端换流站调频控制策略研究    杨冬儿