基于MATLAB的HVDC仿真
一、 引言
高压直流输电(HVDC)近年来在世界各地迅速发展,在我国也因“西电东送、南北互供、全国联网”而成为电力建设的热点。目前除葛上、天广两个500 kV 直流工程已投运外,还有三峡—广东、贵州—广东、三峡—常州等多个直流工程已开工。作为电力系统研究、规划、设计和运行分析的重要手段,本文利用MATLAB PSB(以Simuiink 为运行环境)对HVDC 系统的暂态过程进行建模和仿真。PSB 涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统的仿真模型,它由以下6 个子模块库组成:①电源模块库:包括交、直流电压源,交流电流源,可控电压、电流源等。②基本元件模块库:包括串(并)联RLC 负载/ 支路、线性变压器、饱和变压器/ 互感器、断路器、N 相分布参数线路、单相π形集中参数传输线路和浪涌放电器等。③电力电子模块库:包括二极管、晶闸管、GTO、MOSFET 和理想开关等。④电机模块库:包括励磁装置、水轮发电机及其调节器、异、同步电动机及其简化模型和永磁同步电动机等。⑤连接模块库:包括地、中性点和母线(公共点)。⑥测量模块库:包括电流与电压测量。在6 个子库的基础上,可根据需要组合封装出更为复杂的常用模块比如附加模块库(Poweriib EXtras)中的三相电气系统。附加库中还包括均方根测算、有功与无功功率测算、傅里叶分析、可编程定时器和同步触发脉冲发生器等。
二、 HVDC模型介绍
(一)HVDC系统的基本结构与工作原理
HVDC 系统由换流站( 亦可用作整流站、逆变站)和HVDC 线路组成,它有多种接线方式。单极(双桥)大地回流换流站(见图1)的主要设备有:
图 1单级(双桥)大地回流换流站
(1)换流变压器,变交流电压为桥阀所需电压。
(2)换流器