高压直流输电系统
描述
基于电网换相换流器的高压直流(Line commutated converter high voltage direct current, LCC-HVDC)输电系统具有输送功率大、技术成熟等优点,近年来在电力系统中发挥越来越大的作用。
CloudPSS提供了国际大电网组织提供的LCC-HVDC标准测试系统。在标准测试系统上,CloudPSS进一步提供了单极12脉动、单极双12脉动、双极12脉动、双极双12脉动四种LCC-HVDC仿真模型,用户可根据需要进行选取。现以单极单12脉动为例进行仿真模型的介绍。单极双12脉动、双极12脉动与双极双12脉动的电气与控制系统类似,此处介绍从略。
模型介绍
单极12脉动LCC-HVDC模型如图所示,其中每个6脉波桥换流器与对应的换流变压器进行连接,进一步与交流侧母线连接。交流母线上,并联有交流滤波器组与电容器组,电容器组主要用于交流侧的无功补偿;滤波器组用于滤除交流测的谐波,同时也具有一定的无功补偿的作用。整流侧与逆变侧通过直流线路相连接。
在直流系统的控制系统模型中,整流侧采用定电流控制,逆变侧一般情况下采用定熄弧角控制,并配有低压限流保护环节,如下图所示。
仿真
设定合适的仿真步长(10μs或20μs),对LCC-HVDC系统进行电磁暂态仿真。
仿真1:稳态运行测试
在运行
标签页的电磁暂态仿真方案
中设置算例的起止时间及积分步长等基本信息。点击启动任务
,即可得到仿真结果。算例中 已输出整流侧与逆变侧的直流电压、直流电流和触发角波形,用户可根据实际需求自行设置输出波形。通过仿真结果我们可以看到直流系统快速进入稳态运行状态。
仿真2:换相失败故障测试
换相失败故障是LCC-HVDC中最为常见的故障类型。在逆变侧交流母线上设置三相短路故障,并在运行
标签页的参数方案列表中设置故障起止时间,该交流故障可以引起直流系统发生换相失败故障。仿真结果如下图所示。
通过量测逆变侧六脉动换流桥元件的晶闸管电流,还可绘制详细的桥内部6个晶闸管的电流。