基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真
基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真
三、MATLAB仿真环境搭建
MATLAB提供了Simulink仿真工具，可以方便地进行控制系统的建模和仿真。在搭建直流调压调速控制系统的仿真环境时，首先需要对电机的特性进行建模，包括电机的电动力学方程、电机的转矩-转速特性曲线等。然后，设计控制器的结构和参数，通过Simulink建立相应的控制模型，最后进行仿真验证。MATLAB还提供了丰富的工具箱和函数库，如控制系统工具箱、电机控制工具箱等，能够方便地进行控制系统设计和分析。
2. 控制系统模型
在直流调压调速控制系统中，控制器起着至关重要的作用。常见的控制器包括PID控制器和模糊控制器。这些控制器可以根据电动机的工作状态和需求信号进行控制，实现对电动机速度和输出电压的精准控制。在进行仿真时，需要将控制器的数学模型结合到整个系统中，以实现对电动机的系统级控制。
在MATLAB中进行直流调压调速控制系统的仿真时，可以利用Simulink工具箱进行建模和仿真。Simulink是MATLAB的一个附加工具箱，提供了丰富的模块和功能，可以方便地对控制系统进行仿真和分析。以下是基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真步骤：
五、实验结果与分析
通过MATLAB的仿真实验，我们可以得到直流调压调速控制系统的性能指标，如电机的转速曲线、电机的输出功率曲线等。根据仿真结果，我们可以对控制系统进行性能分析和优化，调整控制器的参数，改进控制策略，提高系统的稳定性和响应性能。通过仿真实验可以验证控制系统的设计是否满足实际要求，指导工程实践中的系统调试和优化。
高压直流输电系统的matlab仿真
目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.1.1国外的研究现状 (1)1.1.2国内的发展现状 (1)1.2课题设计目标 (1)1.2.1经济性 (1)1.2.2互联性 (1)1.2.3控制性 (2)1.3高压直流输电的缺点 (2)2高压直流输电控制基本原理 (3)2.1高压直流输电控制系统分层结构 (3)2.2高压直流输电控制原理 (4)2.3高压直流输电控制方式 (5)2.3.1换流器触发控制 (5)2.3.2换流变压器控制 (5)2.4高压直流输电控制系统基本组成 (5)2.4.1换流器触发控制基本组成 (5)2.4.2换流变压器分接头控制基本组成 (6)3高压直流输电基本构成和工作原理 (7)3.1直流输电系统的构成方式 (7)3.1.1单极系统 (7)3.1.2双极系统 (8)3.1.3背靠背直流系统 (9)3.2高压直流输电的基本结构与工作原理 (9)3.2.1高压直流输电的基本结构与工作原理 (9)3.2.2基于晶闸管的12脉动换流单元 (10)4高压直流输电仿真模型的建立与结果分析 (12)4.1高压直流输电仿真模型的建立 (12)4.1.1线路的参数 (12)4.1.2整流环节简介 (13)4.1.3逆变环节简介 (13)4.1.4滤波器子系统简介 (13)4.2仿真结果分析 (14)4.2.1稳态系统波形 (14)4.2.2 HDVC系统直流线路故障 (15)4.2.3 HDVC系统交流侧故障 (17)5结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)ContentsAbstract (II)1 Introduction (1)1.1 Background and significance (1)1.1.1 Foreign research (1)1.1.2 Domestic research (1)1.2 Advantages of HDVC (1)1.2.1 Economy (1)1.2.2 Connection (1)1.2.3 Control (1)1.3 Short of HDVC (2)2 Basic principle of HDVC control system (3)2.1 Hierarchical structure (3)2.2 Principle of HDVC control system (4)2.3 Methods of HDVC control (5)2.3.1 Converter trigger (5)2.3.2 Converter transformer (5)2.4Constitute of HDVC control system (5)2.4.1 Consititute of converter trigger (5)2.4.2 Consititute of converter transformer (6)3 Operational principle of HDVC system (7)3.1 Consititute of HDVC system (7)3.1.1 System of single-pole (7)3.1.2 System of double-pole (8)3.1.3 System of back-to-back (9)3.2Operational principle of HDVC system (9)3.2.1Operational principle of HDVC system (9)3.2.2 12 pulsation commutation units based on thyristor (10)4Foundation and analysis of simulation model (12)4.1 Foundation of simulation model (12)4.1.1 Parameter in lines (12)4.1.2 Rectifier (13)4.1.3 Inverter (13)4.1.4 Filter (13)4.2 Analysis of simulation model (14)4.2.1 Waveform of steady state system (14)4.2.2 Waveform of DC line fault (15)4.2.3 Waveform of AC line fault (17)5 Conclusion (19)Reference documentation (20)Appreciation (21)高压直流输电系统的MATLAB仿真摘要：HVDC就是高压直流输电的缩写，不同于传统的交流输电，采用高压直流输电具有许多交流输电不具备的特性。
基于MATLAB的电力系统仿真讲解
基于MATLAB的电力系统仿真摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。
另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人民的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响的人们的日常生活。
随着电力系统的飞速发展和电网的日益扩大以及自动化程度的不断提高，电力系统中许多计算和控制问题日益复杂，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。
电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效了解电力系统概况。
本文根据电力系统的特点，利用MA TLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路、无穷大电源等的系统的仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。
通过仿真结果说明MA TIAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。
关键词：电力系统；三相短路；故障分析；matlab仿真Electric Power System Simulation Base on MATLABAbstract：Now, with the development of science and techmology and the growing demand for eletrical energy, power systems get increasingly large and long-distance EHV power transmission, large capacity electric generating set, as well as the various new control devices have been widely used. This has important significance to rationally utilizing energy resources, making full use of the existing electric systems’ delivery potential and protecting the environment. On the other hand, with the fast growth of the national economy, city-centered regional power consumption is rising more and more rapidly, power demand in large electric system’laod centers is growing faster and faster, and long-distance and heavy-duty power transmission is more and more popular. Power system play an important part in people’s lives and work, power system and stable operation of a direct impact on the people’s daily life, with the rapid development of power systems and power grids is increasing with days and the degree of automation continuous improvement, many computing and control of the power system increasingly complex issues, it is impossioble to take a directThis paper base on the characteristics of the power system, using the software MATAB simulink built with generators,transformers,power line,such as the infinite power system simulation model, and has a simulation result of three-phase short-circuit fault which happen in the main power-supply line and the fault automatic tripping isolation by the three-phase fault, and analysis of this transient. The simulation results show MATLAB power system toolbox of the power system is an effective tool.Key words: Power system ；Three-phase short-circuit ；Fault analysis ；MATLAB simulation第一章绪论1.1 我国电力系统情况简介电力系统是由发电厂、电力网和电力负荷组成的电能生产、传输和转化的系统。
基于matlab simulink的直流微电网的建模和仿真
直流微电网的建模和仿真目录1 引言 (3)1.1 目的 (3)1.2 文档格式 (3)1.3 术语 (3)1.4 参考文献 (3)2 系统概述 (4)3直流微网的能量管理方法 (4)4系统建模 (5)4.1PV电池 (5)4.2 PV电池DCDC变换器建模 (8)4.3蓄电池双向DCDC1变换器建模 (9)4.4逆变器建模 (11)4.5负载建模 (12)4.6蓄电池建模 (13)5仿真验证 (13)6结论 (18)1 引言1.1 目的该文档针对独立智能供电及生活保障系统的需求，给出了提供智能供电的直流微电网系统框架，并根据这一框架搭建理论模型和仿真模型。
验证这一直流微电网系统的功能可行性。
1.2 文档格式本文档按以下要求和约定进行书写：（1）页面的左边距为2.5cm，右边距为2.0cm，装订线靠左，行距为最小值20磅。
（2）标题最多分三级，分别为黑体小三、黑体四号、黑体小四，标题均加粗。
（3）正文字体为宋体小四号，无特殊情况下，字体颜色均采用黑色。
（4）出现序号的段落不采用自动编号功能而采用人工编号，各级别的序号依次为（1）、1）、a)等，特殊情况另作规定。
1.3 术语1.4 参考文献2 系统概述图1 直流微网的系统框图图1为直流微网的系统框图，仿真系统包括以下几个部分：1)PV组件的特性模型2)蓄电池的模型3)PV组件后的DCDC拓扑模型和控制模型4)蓄电池后双向DCDC1的拓扑模型和控制模型5)逆变器包括：单相逆变器和三相逆变器的拓扑模型和控制模型6)交流负载模型7)直流负载模型8)超级电容模型（暂缺）9)超级电容后双向DCDC2的拓扑模型和控制模型（暂缺）10)柴油机模型（暂缺）11)智能控制器2与光伏智能控制器的协调控制模型（暂缺）3直流微网的能量管理方法能量管理思想：管理微网中各分布电源的能量流动，使得微网工作最优状态。
以下为结合我们项目的一个能量管理原则，有了这个管理原则，就可以明确各个分布电源的控制方法。
基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真
尹晓钢
（山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018）
摘要：高压直流输电（HVDC）是具有传输过程中电能损耗量相对较少、电力线路造价成本低、传输稳定性好等优势的利用长距离线路进行大容量输电的一种输电技术。这种输电技术一般被应用在海底电缆输电以及长距离的大容量输电等领域。本篇论文对HVDC（高压直流输电）系统的概况以及基本结构做了比较系统的论述，并且利用MATLAB仿真软件中的Simulink模块库对HVDC系统进行了建模和系统仿真分析。利用仿真所得到的实验结果我们能够比较准确地观察HVDC系统的动态变化特性。
Keywords:HVDC system; MATLAB simulation; Simulink module library
1
1.1
电能是我们在日常生产生活之中必不可少的能源之一。在最开始的阶段我们使用的输电方式是直流输电，但随着时间的推移直流输电已经不能够满足人们对供电的需求，因此出现了交流输电。但是到了如今的世界，交流输电又暴露出了许多缺陷，于是直流输电又重新进入了人们的视野。
当前，电力电子技术正处于快速发展阶段，大功率可控硅材料的价格降低、稳定性提高，直流输电技术不断改善，电力系统之中肯定会更多的用到直流输电技术。直流输电技术的进步与众多科学技术的发展是紧密相关的，目前出现了一些新式的发电技术---太阳能电池发电、燃料电池发电、磁流体发电等，这些发电方式产生的电能都是直流电，因此要通过直流输电的方式进行传输，然后通过逆变器逆变后进入交流系统。在今后的输电过程中一定是直流、交流混合的方式。
第8章MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例
作用
Voltage Regulator
电压调节，计算触发角
Gamma Regulator
计算熄弧角
Current Regulator
电流调节，计算触发角
Voltage Dependent Current Ord 根据直流电压值改变参考电
er Limiter
流值
Low AC Voltage Detection
A
A
A
B
B
B
C
C
C
phi = 80 deg. 3rd harm.
aA bB cC Brect
A
+
B
C
-
Rectifier
AC filters 50 Hz
600 Mvar
0.5 H
Rectifier Control and Protection
? More info
Read the Model properties for initialisation details
图8-5 滤波器子系统结构
图8-6 直流系统调节特性
8.1.4 HVDC系统的起停和阶跃响应仿 真
1)晶闸管在0.02s时导通，电流开始增大，在0.3s时达到最小稳 态参考值0.1p.u.，同时直流线路开始充电，使得直流电压为1.0 p.u.，整流器和逆变器均为电流控制状态。 2)在0.4s时，参考电流从0.1p.u.斜线上升到1.0p.u.(2 kA), 0.58s时 直流电流到达稳定值，整流器为电流控制状态，逆变器为电压 控制状态，直流侧电压维持在1p.u.(500kV)。 3)在0.7s时，参考电流出现-0.2p.u.的变化，在0.8s时恢复到设定 值。 4)在1.0s时，参考电压出现-0.1p.u.的偏移，在1.1s时恢复到设定 值。 5)在1.4s时，触发信号关断，使得电流斜线下降到0.1p.u.。
基于MATLABsimulink的高压直流输电研究
目录摘要 (2)关键词 (2)ABSTRACT (2)KEY WORDS (2)1 绪论 (3)1.1高压直流输电特点及发展概况 (3)1.2课题研究意义 (4)2 仿真环境介绍 (4)2.1MATLAB简介 (4)2.2S IMULINK简介 (5)2.3S IMULINK模块库 (5)2.4创建模型的基本步骤 (5)3 高压直流输电控制基本原理 (6)3.1高压直流输电基本原理 (6)3.2高压直流输电控制系统基本原理 (7)3.2.1高压直流输电控制系统分层结构 (7)3.2.2高压直流输电控制原理 (8)3.2.3高压直流输电控制方式 (9)3.2.4高压直流输电控制系统基本组成 (10)3.3本章小结 (13)4 系统仿真 (13)4.1HVDC系统的基本结构与工作原理 (13)4.2HVDC系统的仿真模型描述 (14)4.3HVDC系统的调节特性 (17)4.4HVDC系统的启停和阶跃响应仿真 (17)4.5HVDC系统直流线路故障仿真 (20)4.6HVDC系统交流侧线路故障仿真 (23)5 结论与展望 (26)致谢： (26)参考文献： (26)高压直流输电的MATLAB/Simulink建模仿真研究自动化专业指导教师摘要：高压直流输电（HVDC）系统因其输电容量大、距离远、线路造价低、能耗小且控制方式灵活等优点在世界上迅速发展，是跨区域电网互联的主要方式，因此高压直流输电系统稳定、安全运行对于工业生产和社会生活具有十分重要的意义。
高压直流输电控制系统模型的建立对研究高压直流输电控制系统，提高直流输电控制系统性能，保证高压直流输电系统的安全稳定运行具有重要意义。
HVDC因能利用现有输电网络提高输电效率更有利于环境保护。
本文基于MATLAB/Simulink仿真平台、依据高压直流输电的控制规律,建立高压直流输电控制系统的仿真模型,并在模型的基础上进行换流器控制规律仿真及故障仿真。
仿真结果表明，建立的模型与实际系统的运行相一致，故障仿真结果符合理论预测,对指导高压直流输电的实际应用有重要意义。
基于Matlab-Simulink超高压直流输电数值模拟研究
智能制造数码世界 P.268基于Matlab-Simulink超高压直流输电数值模拟研究焦建霖 西北工业大学摘要：随着经济社会发展和电力需求的增加，超高压直流输电在长距离和大容量传输中的优势日益凸显，高压直流输电在电力系统中的应用也越来越广泛。
由于控制系统是整个直流输电系统的灵魂，直流输电的快速可控性是由控制系统实现的，因此本文对高压直流输电控制系统做了重点分析，基于Matlab/Simulink 建立了超高压直流输电模型，结果显示，本文搭建的超高压直流输电模型的性能良好，能够安全可靠运行。
关键词：高压直流输电 稳态分析 控制策略引言随着直流输电的应用越来越广泛，对直流输电系统进行研究很有必要。
其中，控制系统是整个直流输电系统的关键，它决定了直流输电系统是否可以安全可靠运行。
我们都知道，HVDC 系统具有快速调控潮流的优点。
直流的频率为零，没有相角和功角，不存在稳定性问题。
因此，高压直流输电在交流系统交流稳定性方面具有独特优势。
值得一提的是，高压直流输电的控制系统是整个直流输电系统的灵魂，是整个输电系统安全稳定运行，具有良好运行性能的关键。
本文基于Matlab/Simulink 建立了超高压直流输电模型，由整流系统，逆变系统，交流滤波系统和控制系统组成，控制系统是整个模型的关键。
整流侧采用恒流控制方式，逆变侧采用恒压控制方式，恒流控制方式和恒熄弧角控制方式的协调控制策略，且两侧都配备了低压限流控制方式。
1 直流输电系统的基本控制原理及控制方式通过调节输电线路两端换流器的触发角度，可以实现对直流输电系统精确快速的控制和调节。
它不仅可以实现 HVDC 输电的各种输电方式，提高 HVDC 输电系统的运行性能，还可以改善两端交流系统的运行特性。
因此，控制系统是整个直流输电系统的灵魂，保证了直流输电系统的安全和可靠运行。
1.1直流输电系统的控制原理现通过一个单极联络线分析直流输电系统的控制原理来进行说明，其电压分布如图1所示：V cosαd o r V VdiV cosβdrd o i图1 HVDC 输电联络线电压分布显然，直流输电系统输送的功率为有功功率。
高压直流输电系统建模与仿真
高压直流输电系统建模与仿真【摘要】本文介绍了高压直流输电系统的基本原理，整流测采用定电流控制方式，建立了基于MATLAB/Simulink的高压直流输电系统仿真模型，对高压直流输电系统正常运行时电压、电流进行仿真分析，同时通过对交流系统以及直流线路短路故障的仿真分析，验证了所建立仿真模型的合理性。
仿真结果表明，该方法能较准确地观测暂态过程高压直流输电系统的动态性能。
【关键词】高压直流输电HVDC MATLAB建模与仿真暂态分析一、引言高压直流输电技术是电力电子技术在电力系统输电领域中应用最早同时也是较为成熟的技术。
高压直流输电由整流器、高压直流输电线路以及逆变器三部分构成。
到目前为止，工程上绝大部分直流输电的换流器由半控型的晶闸管器件组成，称采用这种换流器的直流输电为常规高压直流输电。
在高压直流输电系统中有三个原因使得他的暂态过程变的非常复杂：工程实际中每个换流阀的触发角为离散变量；触发角和换相电压在高压直流输电系统的暂态过程中不断变化；长距离直流输电线路具有分布参数特性，需要考虑他的电压、电流过程。
所以，如果要准确的计算直流输电系统的暂态过程，就必须要求解包含连续变量和离散变量的常微分方程和偏微分方程。
这个过程原理很简单，但是计算的工作量却非常大[1]。
传统的仿真软件主要包括微分方程和差分方程，MATLAB 软件中的Simulink 给用户提供了用方框图进行建模的模型接口，和传统的仿真软件相比具有更直观、灵活和方便的优点。
Simulink中的电力系统模块库包含了多种交/直流电源、大量电工测量仪表和电元器件以及各种分析工具等。
利用这些模块我们就可以模拟电力系统运行和故障的每个状态，从而进行仿真和分析。
[2]本文建立了基于MATLAB 的HVDC 仿真模型，整流侧采用定电流调节方式，并附加了最小触发角限制，对高压直流输电系统正常运行模式进行仿真分析，并针对逆变器交流侧发生单相接地、两相接地、三相短路故障以及直流线路发生接地故障的情形，分别进行了仿真和分析。
基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真
Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2013, 1, 39-44 /10.12677/aepe.2013.12007Published Online June 2013 (/journal/aepe.html) The Simulation of HVDC Transmission System Based onMATLABYuanshuo FengSchool of Electrical and Electronic Engineering, Shandong University of Technology, ZiboEmail:************************Received: Mar.19th, 2013; revised: Apr. 11th, 2013; accepted: Apr. 28th, 2013Copyright © 2013 Yuanshuo Feng. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre-stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.Abstract: HVDC (High V oltage Direct Current) transmission takes an increasingly important position in the long dis-tance and high-power transmission project, for its large power of transmission, low cost and good performance advan-tages of control. The research of high voltage dc transmission system has important significance. The principle of high- voltage direct current (HVDC) transmission system is introduced briefly. Then a simulation model of HVDC system using Matlab/Simulink is established. We can observe the dynamic performance of the high voltage dc transmission system accurately.Keywords: HVDC; Matlab/Simulink; Simulation基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真冯媛硕山东理工大学电气与电子工程学院，淄博Email:************************收稿日期：2013年3月19日；修回日期：2013年4月11日；录用日期：2013年4月28日摘要：高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点，在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位，对于高压直流输电系统的研究有重要意义。
基于MATLAB的高压直流输电系统换流器模糊PID控制的设计与仿真
基本 原理是 将直流 输 电互 感 器测得 的实 际 电流 厶
维普资讯
《电气开 关 ｝ ２ ０ ． ｏ ３ （０ ７ Ｎ ． ）
１ 引 言
高压直 流输 电技 术优点 之一 是能够通 过对 换流 器 触发 相位进行 控制 ， 实现快速 和 多种方 式的调节 。 以 所
两 种调节 方式 ， 整流侧 均采 用定 电流调节 方 式 ， 逆变 侧 常采 用定关 断余 裕角调 节或 定 电压调 节方 式 引。本 文
将 以直流输 电系 统 中的整流侧 定 电流调 节器作 为研 究 对象 进行设 计和 分析 ， ２是 定 电流调节 的方框 图。 图
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｉｓ ， ｉ ｃｃ ｒ ｅ ｔｔａ ｓ ｓｉｎ ｓ ｓｅ ｏ ｉｈ ｖ ｌａ ｅｉ ｂ ｉｆｙａ ａｙ ｅ ． ｈ ａ ｉ ｏ ｈ ｓ ｃ ｍ— ｔ ａ ｔ Ｆ ｒｔ ｄｒ ｔｕ ｒ ｎ ｒｎ ｍｉｓｏ ｙ ｔｍ ｆ ｇ ｏｔｇ ｓ ｒｅｌ ｎ ｌｚ ｄ Ｏｎ ｔ ｅｂ ｓｓ ｆ ｉ ，ｏ ｅ ｈ ｔ
１ ５
与整定值 ａ 。 进行 比较 ， 将误 差 ｅ＝ｄ一 进行放 大 。 再 ＝Ｉｏ
放 大 器 输 出经 过 非线 性 环 节后 用 来 控 制 相 位 控 制 电 路， 使触 发角 改变 ， 以减 小 电流误差 值 。 于 整流状 态 ， 对 如果测 得 的 电流 小于整 定值 ， 必须 减 小 ａ角 ， 以升 高整 流 器空 载 电压 ， 电流增 大 。如实 际 电流偏大 ， 必须 使 则 增大 ａ角 。在 逆变 工 作 状 态下 ， 实际 电流 大 于 整 定值 时， 必须 提高逆 变 器空 载 电压即减 小 ｐ角 。因 ＝７ Ｃ － ａ 所 以触发 相 位移 动 的方 向和 整 流状 态 是 一致 的 ， ， 即
基于MATLAB的轻型高压直流输电系统仿真
收稿 日期：２ ０ — ６ ２ 修 回日期：２ ０ — ７ ２ ０９ ０— ７ ０９ ０— ４
功 功 率 参 考 值 （ 从 １ ． ． 降 到 ０ ９ ． ． ，功 率 在 大 约 即 ｐｕ 下 ．ｐｕ）
桥 梁 建 设 方 案 的 选 择 直 接 影 响 桥 梁 的使 用 功 能 和 运 行 效 益 ， 在 桥 梁 建 设 中 占有 重 要 地 位 。本 文 选 择 了桥 梁 的 承 载 潜 力 、 主 体 工 程 造 价 、 临 时 工 程 费用 、 施 工 难 易 程 度 、
桥梁美观 、工 期要求、后期养护 与维 修条件等７ 个方 面的指 标 ，通 过定性 指标 的定量化 以及各指标 的规 范化处理 ，将 各指标取值 限定在 ［， ］ ０ １ 区间，然后运用灰色关联法 和改进 的灰色 关 联 法分 别 计算 了各 建设 方 案与 参考 方 案 的关 联
ｌ 引言
传 统 的 高 压 直 流 输 电 系 统 普 遍 采 用 晶 闸 管 和 自然 换 相 技 术 ， 而 晶 闸 管 是 一 种 只 具 有 控 制 接 通 而 无 自关 断 能 力 的 半 控 型 器 件 ， 在 换 相 过 程 中 ， 需 要 外 部 电 网 提 供 换 相 电 压 ， 当 受 端 电 网 比较 弱 时 ，容 易 发 生 换相 失 败 。
相 接 地 短 路 的 分 析 ， 验 证 了所 建 立 的 仿 真 模 型 和 控 制 系统 的正 确 性 和 合 理 性 ， 为 进 一 步 研 究 轻 型 高压 直 流 输 电 系统 的物 理 模 型 奠 定 了理 论 基 础 。
关键词 ：轻型 高压直 流输 电； 电压 源型换 流 器 ；绝 缘栅 双极 晶体 管 ；Ｍ Ｔ Ａ Ａ ＬＢ
基于Matlab的高压输电线路故障仿真
ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ Ｍａｔｌａｂ ａｒｅ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ａｎｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｐｒａｃｔｉｃｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｍａｔｌａｂ； Ｓｉｍｕｌｉｎｋ； Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ； Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
电力系统中，大多数故障是由于输电线路短路引起的。 在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到 另一种状态，产生复杂的暂态过程。仿真的电力系统暂态过
图一 单端恒定电压源高压输电线路的电路模型
程以高压输电线路故障暂态为分析对象［２］，涉及的故障类型 有： 单相短路、两相短路、两接地短路和三相短路。
线 路
和电压相量图，如图五所示。图中 和 都与 方向相同、 参考文献
故
大小相等， 比 超前 ９０°。
［１］龚庆武，来文青，吴夙．用 ＭＡＴＬＡＢ和 ＥＭＴＰ对输电线路
障 仿
进行故障定位数字仿真的比较［Ｊ］．华北电力技术，２００１，１０：
真
３１－３４．
［２］姚李孝，姚金雄，安源．基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的高压
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌｅ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｕｒａｔｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ
ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｕｉｌｔ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ，
第8章MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例
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Data Acquisition
DC line 300 km DC Fault
Master Control Master Control
0.5 H
+
A
Aa
B
Bb
-
C
Cc
Inverter
Binv
AC filters 50 Hz
Vactual Vm (pu)
Scope
A B C
Phasors pow ergui
Signal Processing
10 MW
Vabc_1 From
Mag abc
Pha
Sequence Analyzer (Phasor Type)
Scope1
图8-18
图8-19 仿真结果图
图8-20 未加SVC装置和加装SVC
Inverter Protection
Low AC Voltage Detection
Commutation Failure Preventio n Control
交流侧故障检测
减弱电压跌落导致的换相失 败
12⁃Pulse Firing Control Gamma Measurement
产生同步的12个触发脉冲 熄弧角测量
图8-12 SVC的伏安特性曲线
8.2.2 Simulink中的SVC模块介绍
1. SVC模块的基本功能 2. SVC模块的控制系统
图8-13 SVC模块示意图
信号序号 1~3
4 5
6
表8-5 SVC模块的输出信号
信号组 Power Iabc (cmplx)
基于MATLAB的高压直流输电系统的建模与仿真
高压电力系统运行管理基于MAT LAB的高压直流输电系统的建模与仿真Ξ黄绍平,彭 晓,浣喜明(湖南工程学院电气与信息工程系,湘潭411101)MODE L AN D SIMU LATION OF HV DC POWER TRANSMISSIONSYSTEM BASED ON MAT LABHuang Shaoping,Peng Xiao,Huan Ximing(Dept.of Elect.and Information Eng.,Hu’nan Institute of Engineering,Xiangtan411101,China)Abstract First,the basic structure and basic principle of HVDC power transmission system are introduced briefly. Then,using power system blockset(PSB)of MA TLAB,a simulation model for the typical6-pulse bridge HVDC power transmission system is built,and using MA TLAB/Simulink to simulate the transient processes of this system when the short circuit faults to ground occur on DC line.It is proved by simula2 tion result that model and the simulating method is validity and visual and saves time.K ey w ords HVDC power transmission system transient pro2 cesses MA TLAB power system blockset摘 要 介绍了高压直流输电(HVDC)系统的基本结构和工作原理。
基于Matlab_Simulink的直流输电系统的建模与仿真
的交流侧母线上, 主要作用是抑制换流器产生的注入 MV% A、50 H z的交流系统相连。两个交流系统相角
交流系统的谐波电流, 同时部分补偿换流器吸收的无 功功率。直流侧滤波器一般并联接于直流极线上, 主要
均为 80&, 基频为 50 H z, 并带有 3次谐波。两个变换 器通过 300 km 的线路和 0. 5 H 的平波电抗器连接起
图 8 a相接地故障波形
3. 4 逆变侧 a、b两相接地故障 打开断路器模块, 使其在 0. 7 s时导通, 0. 8 s时
断开, 整流侧交流电压和 电流波形如图 9 所示。可 见, 两相接地故障使整流侧交流电压和电流发生了一 定的扰动, 交流电流的波动频率和幅度比较大。故障 时, 交流电流值迅速增加, 之后逐渐下降为 0, 故障清 除后经过小幅度波动恢复稳态。同样, 交流电压值在 故障时有所增加, 但增加的幅度要小一些, 故障清除 后也能够恢复稳态。
无论是整流器还是逆变器, 适当地控制整流器的
均需一定量的无功功率。
触发延迟角 和逆变器的触发越前角 便可以得到
换流站是 HVDC 输电系 统的核心部分, 图 2 所 各种电压 电流特性。HVDC 系统中可通过调节 和
示为一个基于晶闸管阀换流站的基本结构, 主要包括 以下几个部分。
来控制线路上的电压、电流和传输的功率。一般情 况下, 换流站的控制方式是整流侧采用定直流电流控
[ J]. N ature( L ondon), 1986( 7): 149- 154.
[ 7 ] R. A. Jacobs. Increased R a tes o f Conv ergence through
L ea rning R a te A daptation [ J]. N eura l N etwo rks, 1998, 1
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毕业设计（论文）基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真学院名称学院名称专业名称专业名称学生学号学生学号学生姓名学生姓名指导教师教授姓名助理指导老师老师姓名202 年月目录摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 高压直流输电的发展概况以及特点 (1)1.2 仿真的定义和分类 (1)1.3 选题背景 (2)1.4 论文的主要内容 (3)2 直流输电系统的基本原理 (3)2.1 直流输电系统的基本组成 (3)2.2 换流器的工作原理 (4)2.2.1 换流器电路的理论分析 (4)2.2.2 忽略电源电感的电路分析(即L c=0) (5)2.2.3 包括电源电感的电路分析(即L c≠0) (10)2.3 整流和逆变工作方式分析 (13)2.3.1 整流的工作方式 (13)2.3.2 逆变的工作方式 (14)2.4 总结 (17)3 MATLAB仿真 (17)3.1 MATLAB 简介 (17)3.2 关于换流器的MATLAB仿真建模 (18)3.2.1 单相半波可控整流电路 (19)3.2.2 单相桥式全控整流电路 (21)3.2.3 基于PWM技术逆变器及其仿真 (24)3.3 高压直流输电系统的建模仿真 (26)3.4 高压直流输电系统模型的仿真结果及分析 (29)3.4.1 稳态仿真与阶跃响应 (29)3.4.2 直流线路故障时仿真分析 (30)3.4.3 逆变侧接地故障仿真分析 (32)3.5 总结 (33)参考文献 (35)致谢 (36)ContentsAbstract ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
1 Introduction ................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 The development of HVDC and its characteristics ................................ 错误!未定义书签。
1.2 Definition and classification of simulation (1)1.3 Background ............................................................................................ 错误!未定义书签。
1.4 Main contents of the paper ..................................................................... 错误!未定义书签。
2 Basic principle of HVDC transmission system ............................................ 错误!未定义书签。
2.1 Basic components of DC transmission system ...................................... 错误!未定义书签。
2.2 Converter operating principle (4)2.2.1 Theoretical analysis of converter circuit (4)2.2.2 Neglect of the power supply inductance of the circuit analysis(i.e.L c=0) .. 错误!未定义书签。
2.2.3 Analysis of including the power circuit inductance (L c = 0) (9)2.3 Analysis of rectification and inverter mode ........................................... 错误!未定义书签。
2.3.1 Rectifying mode .............................................................................. 错误!未定义书签。
2.3.2 Inverter mode .................................................................................. 错误!未定义书签。
2.4 Summary ................................................................................................ 错误!未定义书签。
3 MATLAB Simulation.................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1 MATLAB ............................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2 Simulation of converter MATLAB (17)3.2.1 Single-phase half wave controlled rectifier circuit (18)3.2.2 Single phase bridge full controlled rectifier circuit (20)3.2.3 Based PWM inverter and its simulation ......................................... 错误!未定义书签。
3.3 Modeling and Simulation of HVDC system .......................................... 错误!未定义书签。
3.4 Simulation results and analysis of HVDC power transmission system model .. 错误!未定义书签。
3.4.1 Steady state simulation and step response ...................................... 错误!未定义书签。
3.4.2 Simulation analysis of DC line fault ............................................... 错误!未定义书签。
3.4.3 Simulation and analysis of inverter side ground fault .................... 错误!未定义书签。
3.5 Summary ................................................................................................ 错误!未定义书签。
References ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
Acknowledgement ........................................................................................... 错误!未定义书签。
基于MATLAB的高压直流输电系统的仿真摘要：高压直流输电（HVDC）是具有传输过程中电能损耗量相对较少、电力线路造价成本低、传输稳定性好等优势的利用长距离线路进行大容量输电的一种输电技术。
这种输电技术一般被应用在海底电缆输电以及长距离的大容量输电等领域。
本篇论文对HVDC（高压直流输电）系统的概况以及基本结构做了比较系统的论述，并且利用MATLAB仿真软件中的Simulink模块库对HVDC系统进行了建模和系统仿真分析。
利用仿真所得到的实验结果我们能够比较准确地观察HVDC系统的动态变化特性。
关键词：HVDC系统,MA TLAB仿真, Simulink模块库The simulation of HVDC transmission system based on MATLABAbstract High voltage direct current (HVDC) transmission with transmission power loss is relatively small, low power line cost, transmission stability good use long distance line transmission capacity of a transmission technology. The general transmission technology is applied in submarine cable transmission and long distance large capacity transmission etc.. This paper overview of HVDC system and the basic structure of do the systematic exposition, and the use of MA TLAB simulation software Simulink module library system modeling and Simulation of a HVDC system is analyzed. The dynamic characteristics of the experimental results obtained by simulation we can accurately observe the HVDC system.Keywords:HVDC system; MATLAB simulation; Simulink module library1 引言1.1 高压直流输电的发展概况以及特点电能是我们在日常生产生活之中必不可少的能源之一。