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基于EMTDC的高压直流控制保护模型的研究和开发

作　者: 穆清
导　师: 曾南超；王明新
学　校: 中国电力科学研究院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 高压直流 仿真技术 详细控制保护系统 EMTDC
分类号: TM743
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着电力系统的发展,未来电网将是交直流混合的大规模同步电网。对于含多回大容量直流输电系统的电网,在规划、建设、运行的各个阶段,需要采用多种手段从多个方面对其进行仿真研究。离线仿真的机电暂态和传统电磁暂态数字仿真软件由于其各自独有的局限性,无法满足对直流输电系统研究不断提高的要求。设计开发一套详细的高压直流控制保护模型,以实现对直流控制保护系统的准确模拟具有很大的工程价值。由于现代计算机硬件水平和信息技术的飞速发展,详细直流控制保护模型的设计也变的越来越简单。因此,利用先进的计算机技术,把详细直流控制保护模型加入到离线仿真的数字仿真程序中成为一个可行的方向,也是本文研究的主要内容。本文主要研究成果是在EMTDC平台上建立了一个完整的详细直流控制保护模型,并试验验证模型的正确性。主要内容包括以下几个方面。第一,工程实际的控制保护装置各个功能块的分析和简化。在EMTDC平台上的详细直流控制保护模块的各个功能块组态和建立；第二,仿真平台的选择和功能分析。仔细介绍了EMTDC软件的相关功能和实现方法,对EMTDC软件的执行原理进行了相关分析；第三,详细控制保护模块的各项技术细节分析,包括了整体的建模思路,各个接口设计,时钟同步设计,还有独特功能块的开发等等；第四,进行了相关的仿真验证。通过两个典型的故障试验,即逆变侧交流系统单相接地试验和直流线路100ms接地故障,验证设计开发的详细控制保护模块的功能和动态响应的正确性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
英文名称表示  8-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 高压直流输电技术发展  10-11
  1.2 直流输电仿真技术综述  11-15
    1.2.1 动模实物仿真技术  11-12
    1.2.2 数模混合物理仿真技术  12-13
    1.2.3 电磁暂态离线仿真技术  13
    1.2.4 大型计算机的实时仿真技术  13-14
    1.2.5 基于PSD等软件的机电暂态仿真技术  14-15
  1.3 本文的主要工作  15-16
第二章 详细直流控制保护系统  16-34
  2.1 直流控制保护系统的总体结构  17-18
  2.2 换流器触发控制器(CFC)  18-30
    2.2.1 逆变站最大触发角(α角)控制(AMAX)  20-22
    2.2.2 逆变站γ_0启动(GAMMA0)  22-23
    2.2.3 整流站最小α限制器(RAML)功能  23-24
    2.2.4 过电压限制器  24-25
    2.2.5 电流控制放大器的限制条件(CCALIM)  25-28
    2.2.6 电压调节器(VCAREG)  28-30
  2.3 其他重要控制环节  30-32
    2.3.1 分接开关控制(TCC)  30-31
    2.3.2 功率控制功能(PPC)  31-32
    2.3.3 运行方式解码器(BSQCOM)  32
  2.4 控制保护功能模块综述  32-34
第三章 仿真平台的选择  34-38
  3.1 PSCAD/EMTDC的主要功能及介绍  34-36
    3.1.1 PSCAD/EMTDC的介绍  34-35
    3.1.2 PSCAD/EMTDC的使用领域  35
    3.1.3 EMTDC与其他EMTP程序的区别  35-36
  3.2 实际控制保护系统建模的优势  36-38
第四章 详细控制保护模型的实现技术  38-55
  4.1 详细控制保护建模的整体思路  38-41
  4.2 直流控制保护模型的接口  41-54
    4.2.1 EMTDC平台独有功能块的开发  41-43
    4.2.2 直流控制保护系统与EMTDC平台的软件环境接口开发  43-51
    4.2.3 详细直流控制保护装置的仿真接口  51-54
  4.3 小结  54-55
第五章 模型的仿真验证  55-87
  5.1 一次模型的相关参数  55-60
  5.2 详细直流控制保护模型的仿真结果分析  60-86
    5.2.1 逆变侧交流系统单相接地故障,持续40ms  60-71
    5.2.2 直流系统靠近逆变侧接地故障,持续时间100ms  71-81
    5.2.3 直流系统正常启动  81-86
  5.3 仿真结果评估  86-87
第六章 结论和展望  87-90
  6.1 结论  87-88
  6.2 进一步的工作和展望  88-90
    6.2.1 详细直流控制保护模型运算速度  88
    6.2.2 直流保护系统的设计开发  88-89
    6.2.3 快照功能的开发  89-90
致谢  90-91
参考文献  91-94
攻读硕士学位期间参与的科研项目及发表的学术论文  94

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的模拟与计算 > 模拟与仿真
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