VSC-HVDC技術(shù)及其在風(fēng)電并網(wǎng)中的應(yīng)用研究

【摘要】：基于電壓源換流器的高壓直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)自提出發(fā)展至今只有二十一年，是一種新型的直流輸電技術(shù)；其主要特點(diǎn)是采用由全控型電力電子器件構(gòu)成的電壓源換流器（VSC）取代常規(guī)直流輸電中基于半控晶閘管期間的電流源換流器。VSC-HVDC技術(shù)突出了全控型電力電子器件、電壓源換流器和脈寬調(diào)制（PWM）三大技術(shù)特點(diǎn)，可解決常規(guī)直流輸電技術(shù)的諸多固有瓶頸。當(dāng)前，能源緊缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，我國風(fēng)力發(fā)電方面的投入不斷擴(kuò)大，VSC-HVDC的技術(shù)特點(diǎn)非常適用于風(fēng)電并網(wǎng)等領(lǐng)域。 本文介紹了VSC-HVDC系統(tǒng)的工作原理，以VSC-HVDC系統(tǒng)的站級(jí)控制和諧波分析及濾波器設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，進(jìn)行詳細(xì)的原理分析，并建立數(shù)學(xué)及仿真模型；采用PSCAD/EMTDC軟件，在電腦試驗(yàn)平臺(tái)下建立VSC-HVDC系統(tǒng)仿真模型和風(fēng)電場通過此系統(tǒng)并網(wǎng)的仿真模型，以驗(yàn)證系統(tǒng)的解耦控制及自我調(diào)節(jié)、恢復(fù)能力，及對(duì)風(fēng)電場和電網(wǎng)雙端的故障隔離能力。 【關(guān)鍵詞】：VSC-HVDC PWM 三相兩電平 直接電流控制 交流濾波器 風(fēng)電場 數(shù)學(xué)模型 PSCAD/EMTDC
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM721.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-20
• 1.1 基于電壓源換流器的高壓直流輸電（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 輸電系統(tǒng)的特點(diǎn)9-11
• 1.1.4 VSC-HVDC 的發(fā)展現(xiàn)狀和前景11-16
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電概述16-19
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電16-17
• 1.2.2 基于 VSC-HVDC 的風(fēng)電場并網(wǎng)工程實(shí)例17-19
• 1.3 本文主要工作19-20
• 第二章 VSC-HVDC 系統(tǒng)特性及系統(tǒng)控制20-34
• 2.1 電壓源換流器（VSC）20-25
• 2.1.1 VSC 的基本工作原理20-22
• 2.1.2 PWM 調(diào)制時(shí)的特性分析22-25
• 2.2 VSC-HVDC 系統(tǒng)基本調(diào)節(jié)方式25-30
• 2.2.1 交流側(cè)調(diào)節(jié)特性27-28
• 2.2.2 直流側(cè)調(diào)節(jié)特性28-30
• 2.3 VSC-HVDC 系統(tǒng)控制30-34
• 2.3.1 VSC-HVDC 系統(tǒng)級(jí)控制31-32
• 2.3.2 VSC-HVDC 換流站級(jí)控制32-33
• 2.3.3 VSC-HVDC 閥級(jí)控制33-34
• 第三章 系統(tǒng)諧波分析與濾波34-51
• 3.1 諧波的危害和減小諧波的方法34-35
• 3.2 換流器諧波分析35-38
• 3.2.1 PWM 調(diào)制35-37
• 3.2.2 多脈波、多電平換流器37-38
• 3.3 交流濾波器38-46
• 3.3.1 功能和類型38-39
• 3.3.2 換流器引入電網(wǎng)的諧波電壓39-41
• 3.3.3 濾波器設(shè)計(jì)41-42
• 3.3.4 濾波器性能分析42-44
• 3.3.5 濾波效率評(píng)定44-46
• 3.4 直流濾波器簡述46-51
• 3.4.1 功能和類型46
• 3.4.2 濾波器設(shè)計(jì)46-47
• 3.4.3 濾波性能分析47-49
• 3.4.4 濾波效率評(píng)定49-51
• 第四章 建立 VSC-HVDC 輸電模型及仿真51-69
• 4.1 PSCAD/EMTDC 仿真系統(tǒng)簡介51-52
• 4.1.1 軟件主要功能及研究范圍51-52
• 4.1.2 軟件應(yīng)用現(xiàn)狀52
• 4.2 VSC-HVDC 系統(tǒng)建模仿真52-69
• 4.2.1 換流站站極控制模塊52-60
• 4.2.2 換流站交流濾波器模塊60-62
• 4.2.3 VSC-HVDC 系統(tǒng)仿真62-68
• 4.2.4 結(jié)論68-69
• 第五章 VSC-HVDC 在風(fēng)電場并網(wǎng)中的研究69-77
• 5.1 風(fēng)電場并網(wǎng)導(dǎo)則簡述69-72
• 5.1.1 頻率誤差和運(yùn)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 無功功率控制/交流電壓控制的要求70-71
• 5.1.5 頻率控制的要求71
• 5.1.6 電能質(zhì)量的要求71-72
• 5.2 PSCAD/EMTDC 風(fēng)電場并網(wǎng)仿真分析72-77
• 5.2.1 仿真系統(tǒng)72-75
• 5.2.2 仿真結(jié)論75-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 結(jié)論77
• 6.2 未來工作與展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 個(gè)人簡歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83-84
• 致謝84

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