第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例

第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例 8.1.3 HVDC系统的调节特性
第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例
VdL (pu)
Id Idref lim(pu)
8.1.4 HVDC系统的起停和阶跃响应仿真
Id Idref lim(pu) VdL Vdref (pu)
第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例
第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例
A B C A B C
EM: 500kV, 50 Hz 5000 MVA equivalent
A
A
A
B
B
B
C
C
C
phi = 80 deg. 3rd harm.
aA bB cC Brect
（4）无功补偿装置，换流器在运行时需要从交流系统吸引大量无功 功率，在稳态时吸收的无功功率约为直流线路输送有功功率的50%， 因此，在换流器附近应有无功补偿装置为其提供无功电源。通常由静 电电容器（包括滤波器电容器）、静止无功补偿器供给。
（5）直流平波电抗器，减小直流电压、电流的波动，受扰时抑制直 流电流的上升速度。
1ห้องสมุดไป่ตู้5 1
0.5
0
-0.5
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
1.5 1
0.5
0
-0.5
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
200
100
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
6
4
2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
t/s
gamma
Read the Model properties for initialisation details
Open this block to visualize
recorded signals
Data Acquisition
HVDC 12-pulse Transmission System 1000 MW (500kV-2kA) 50 Hz
A
+
B
C
-
Rectifier
AC filters 50 Hz
600 Mvar
0.5 H
Rectifier Control and Protection
DC line 300 km DC Fault
Master Control Master Control
0.5 H
+
A
Aa
B
Bb
-
C
Cc
Inverter
（3）滤波器，交流侧滤波器一般装在换流变压器的交流侧母线上。 对单桥用单调谐滤波器吸收5 、7 、11次( 次) 谐波，用高通滤波器吸 收高次谐波；对双桥用11 、13次( 次) 谐波滤波器及高通滤波器。直流 侧滤波器一般装在直流线路两端，用有源滤波器广频谱消除谐波，单 桥时吸收 次谐波，双桥时吸收 次谐波。
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8.1.2 HVDC系统的仿真模型描述 根据图8-1中直流输电系统的基本结构图以及参考
MATLAB的例程power_hvdc12pulse，本节建立了一 个单极12脉冲的HVDC仿真模型，如图8-2所示。 在图8-2的仿真模型中，通过1000MW（500kV， 2kA）的直流输电线路从一个500 kV、5000MVA、 50 Hz 的电力系统 向另一个345 kV、10000 MVA 、 50 Hz的电力系统 输送电力。整流桥和逆变桥均由 两个通用6脉冲桥搭建而成。交流滤波器直接接在 交流母线上，它包括11次、13次和更高次谐波等 单调支路，总共提供600Mvar的容量。
Discrete, Ts = 5e-005 s.
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2. 整流环节简介
[Pu l se sY_ R]
[Pu l se sD_ R]
a2
1
A
b2
A
c2
2
B
a3
B
b3
3
C
c3
C
1200 MVA
Py
Pd
pos
Ay
By
Cy
Ad
Bd
neg
Cd
Re cti fi e r
Binv
AC filters 50 Hz
600 Mvar
Inverter Control and Protection
EN: 345kV, 50 Hz, 10,000 MVA equivalent
A
A
A
B
B
B
C
C
C
phi = 80 deg. 3rd harm. A-G Fault
? More info
节”子系统结构相似。逆变器的控制和保护由 “逆变器控制和保护”（Inverter Control and Protection）子系统。
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（1）换流变压器，其一次绕组与交流电力系统相连，其 作用是将交流电压变为桥阀所需电压。换流变压器的直流 侧通常为三角形或星形中性点不接地接线，这样直流线路 可以有独立于交流系统的电压参考点。
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（2）换流器C1、C2，由晶闸管组成，用作整流和逆变，实现交流电 与直流电之间的转换。换流器一般采用三相桥式（有单、双桥两类） 线路，每桥有6个桥臂（即6脉冲换流器），如天生桥—广州±500 kV HVDC系统晶闸管块的额定电压为8KV，用78个块串联组成阀体。
alphaord (deg)
Control Mode
1.5
1
0.5
0
-0.5
0
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8.1 高压直流输电系统的仿真实例 8.1.1 HVDC系统的基本结构与工作原理
HVDC系统由换流站和直流线路组成。根据直流导线的正 负极性，HVDC分为单极系统、双极系统和同极系统。单 极大地回流直流输电系统的基本结构如图8-1所示，主要 组成设备有：
+
i -
idR
-KA->pu
Id_R
4 +
5 -
1 Py
1 Ay
2 By
3 Cy
g +
A
B -
C
Bridge Y
2 Pd
4 Ad
5 Bd
6 Cd
g +
A
B -
C
Bridge D
7 pos
8 neg
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3. 逆变环节简介 “逆变环节”（Inverter）子系统结构和“整流环