基于LCC与VSC级联混合的直流输电系统拓扑结构研究

论文总字数：22099字

摘 要

随着社会的发展，电能在社会发展中越来越重要，而高效经济地传送电能就显得至关重要，最早期的直流输电因为技术原因导致的功率和距离的限制所以逐渐被后来的高压交流输电取代，但是随着技术的进步，直流输电技术开始被重新得到重视和发展。传统的直流输电技术采用的相控换流器（Line Commutate Converter，LCC），具有传输容量大，运行可靠的优点，但是同时也存在一些缺点比如易换相失败、无功功率消耗大还有不能运行在极弱的交流系统等。随着电力电子技术的发展，基于脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）和电压源换流器（Voltage Source Converter，VSC）的柔性高压直流输电（VSC-HVDC）技术越来越成熟，它对交流系统的强度没有要求，而且运行灵活，但是也存在一些缺点例如造价高等。本论文研究了一种结合了LCC与VSC的级联混合拓扑结构，这种输电方式将二者优缺点进行了扬长避短，具有良好的运行性能。

本文开始先对LCC-HVDC和VSC-HVDC，直流输电系统的构成基础，进行了研究分析，通过CIGRE直流输电标准测试模型验证了它们的运行性能方面的特性，先学习了LCC-HVDC的特点，理解了他的优势和不足，之后对VSC-HVDC系统进行了研究，并且熟悉了VSC-HVDC系统的运行特性。之后在上述的分析的基础上，选取了一种将LCC与VSC结合的级联混合系统，对其拓扑结构进行研究分析并搭建仿真模型进行仿真验证。

关键词：直流输电，LCC，VSC，级联混合，拓扑结构

ABSTRACT

With the development and progress of society, human beings are increasingly dependent on electric energy, the population growth, and the development of industry all put forward higher requirements for the power system. We need more power systems and more stable power systems. At the beginning, people used DC transmission systems, but because of the demand for high power and the discovery and popularization of AC power, DC power gradually faded out of people's vision. However, with the development of technology in recent years, DC transmission systems are not inferior to communication. The ability of the system to transmit electrical energy and its cheaper transmission under long-distance transmission has gradually become a hot research topic. There is no doubt that HVDC transmission will become the mainstream transmission mode in the future.

LCC is the earliest applied DC power converter, which has the advantages of high operating power and reliable operation. Its disadvantages are the risk of commutation failure and the inability to operate in extremely weak communication systems. The VSC-based flexible HVDC transmission technology has the advantages of flexible operation and failure to commutate, but it is expensive, and has high operation and maintenance costs. In this paper, a hybrid topology combining LCC and VSC is studied. The advantages and disadvantages of the two are combined and have good running performance.

KEY WORDS: HVDC，LCC，VSC，Topology，Cascade mixing

目 录

摘要 ……………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract …………………………………………………………………………………… Ⅱ

1. 绪论 …………… …………………………………………………………………1
   1. 课题研究的背景 …… …………………………………………………1
      1. 输电方式的发展历程 …………… ……………………………1
      2. 高压直流输电的特点及应用 …… ……………………………1
      3. 高压直流输电的历史和现状 … ………………………………1

1.2 本文工作及内容安排 … ………………………………………………4

1. 高压直流输电系统原理 ……………………………………………………5

2.1 直流输电系统的控制基础原理 …………………………………………5

2.1.1 基本控制流程 … ………………………………………………5

2.1.2 换流器触发控制 … ……………………………………………6

2.1.3 换流变压器控制 …… …………………………………………7

2.2 LCC-HVDC直流输电系统 …………………………………………………7

2.2.1模型介绍 …………………………………………………………8

2.2.2仿真测试…………………………………………………………10

2.3 VSC-HVDC直流输电系统………………………………………………12

2.3.1模型介绍…………………………………………………………13

2.3.2 VSC常用控制策略………………………………………………14

2.3.3 仿真测试 … ……………………………………………………17

2.4本章小结 … ……………………………………………………………18

1. 基于LCC和VSC的混合直流输电系统……………………………………19

3.1 拓扑结构 … ……………………………………………………………19

3.2 控制策略 … ……………………………………………………………20

3.3仿真验证…………………………………………………………………21

3.4 本章小结 ………………………………………………………………22

1. 基于LCC和VSC的级联混合直流输电系统……………………………23

4.1 系统拓扑结构 … ………………………………………………………23

4.2 控制策略 …… ………………………………………………………23

4.3 仿真测试 ……… ………………………………………………………24

4.4 本章小结 … ……………………………………………………………25

结论 ………………………………………………………………………………26

参考文献（References） ……………………………………………………………27

致谢 ………………………………………………………………………………29

1. 绪论

1.1课题研究的背景和意义

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：22099字