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设置直流输电线路的负极在t=2 s时发生单极闭锁故障,为了防止故障过程中出现过电流,在2.01 s时闭合开关K3,通过串联RL电路防止过电流;然后当t=2.02 s闭合开关K4防止产生LC振荡。该H-HVDC系统的直流电压、直流电流、有功功率、无功功率及整流侧和逆变侧的有功功率如图8所示。
图8 单极闭锁时的直流电压、直流电流、有功功率、
无功功率及整流侧和逆变侧的有功功率
结论
本文建立了含有整流侧LCC换流器和逆变侧VSC换流器的伪双极H-HVDC系统向无源网络供电的模型,推导了其在稳态时的数学模型,且针对向无源网络供电的特性条件,对整流侧与逆变侧协调控制策略进行了研究。然后在PSCAD/EMTDC环境下对该H-HVDC系统的启动特性、稳定运行特性、整流侧和逆变侧母线发生三相短路故障的恢复特性以及单极闭锁进行了研究,得到如下结论:
(1) 逆变侧采用VSC换流器,使混合直流输电向无源网络供电成为可能,同时在整流侧采用LCC换流器,与VSC-HVDC相比,H-HVDC系统降低了投资成本,提高了经济效益。该类模型非常适合于单向电力传输,减少了整个系统的成本和功率损耗,可以应用于对小岛、孤立负荷和偏远山区供电。
(2) 鉴于混合直流向无源网络供电的特殊性,需要稳定逆变侧无源网络的电压,逆变侧VSC的控制方式特定要求为定交流电压模式,通过系统的稳态与暂态特性研究仿真,验证了该控制方式选择的正确性。
(3) 通过在整流侧和逆变侧换流母线施加三相接地短路故障以及单极闭锁故障仿真,仿真结果表明了H-HVDC系统具有较好的抗干扰能力,在故障发生时能够迅速恢复到稳定状态。
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