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摘 要

从目前来看，我国电网正在飞速的向前发展，从大区域性电网过渡到全国性互联电网。发展全国电网互联的目的是解决我国能源资源分布与需求不平衡的现状，同时也是为了适应中国电力工业发展的客观需求，鉴于高压直流输电系统输电距离远、输电容量大、能耗小、线路造价低、调节快速、可控性高，特征鲜明优势突出，已经发展成电网互联的重要方式。不容忽视的是，大量的技术和管理问题也在大范围高压直流输电技术的应用中产生，例如如果所联的交流系统发生故障将会直接影响到直流系统，交流系统的动态行为关系到整个互联电网的稳定运行；

在此背景下，全面地了解高压直流输电系统，探讨其工作原理及控制方式，对高压直流输电系统建模仿真分析其稳态、动态特性是十分有意义的。本文主要内容叙述了高压直流输电的历史背景及国内外的发展现状，介绍高压直流输电系统的基本构成及工作原理并分析高压直流输电的控制原理和不同控制方式，在本文的最后采用MATLAB/Simulink搭建高压直流输电系统模型，以该模型为基础，对不同状态下的系统进行仿真，验证高压直流输电系统模型的有效性和正确性。

关键词：高压直流输电 建模 仿真分析

Simulation of HVDC Transmission System Based on MATLAB/Simulink

Abstract

At present,the power grid of China is in the period of rapid development,and the transition from big-area network to fully-meshed national power grid has come into being. The network interconnection of the whole country is the inexorable trend with the development of Chinese electric network. “Transmission electric power from West to East” and “Exchange electric power between South and North” project construction is not only the desirability for the unbalanced demand, it is also the necessary strategy of our power industry. High Voltage Direct Current transmission system is developed rapidly in the world for its long distance of power transmission, large capacity, low cost, low energy consumption and flexible and fast control mode. In the meantime, the wide application of HVDC causes many problems in technology and management items. Because HVDC is sensitive to the fault of AC systems connected to it, the dynamic behavior of AC systems exercises a great influence on the stability of whole interconnected power network.

In this context, it is essential to research the structure, operation principle and the controlling theory of HVDC transmission systems. The analysis of steady state and dynamic characteristics is also very important. The historical background of HVDC and the development in our country and abroad are introduced in this paper, the basic controlling theory of HVDC is also analyzed. Making model of HVDC transmission systems on MATLAB/Simulink, simulate and draw the corresponding simulation waveform to verify the correctness and effectiveness of the model of HVDC transmission system.

Key Words:HVDC transmission; modeling; verify

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.1.1直流输电发展概况 1

1.1.2高压直流输电技术的特点 2

1.1.3直流输电仿真的研究现状 4

1.2课题研究意义及主要内容 6

1.2.1课题研究意义 6

1.2.2本论文的主要内容 6

第二章 高压直流输电基本构成及工作原理 7

2.1直流输电系统的构成方式 7

2.1.1单极系统 7

2.1.2双极系统 8

2.1.3背靠背直流系统 11

2.2高压直流输电系统基本结构与工作原理 11

2.2.1高压直流输电系统结构及原理 11

2.2.2直流输电的主要设备 12

第三章 高压直流输电控制原理及其控制方式 14

3.1高压直流输电控制系统分层结构 14

3.2高压直流输电基本控制原理 16

3.3高压直流输电控制方式 17

3.3.1换流器触发控制 17

3.3.2换流变压器控制 18

3.4高压直流输电控制系统基本组成 18

3.4.1换流器触发控制基本组成 18

3.4.2换流变压器分接头控制基本组成 20

第四章 高压直流输电系统仿真及其结果分析 22

4.1仿真工具介绍 22

4.2高压直流输电仿真模型建立 22

4.2.1整流环节简介 23

4.2.2逆变环节简介 24

4.2.3滤波器子系统简介 24

4.3HVDC系统仿真结果与分析 24

4.3.1系统稳态仿真 25

4.3.2直流线路故障 25

4.3.3逆变器单相接地故障 27

4.3.4逆变侧两相短路故障 27

4.3.5逆变侧三相短路故障 28

4.3小结 29

第五章 结论与展望 30

参 考 文 献 31

第一章 绪论

1.1前言

1.1.1直流输电发展概况

自人类发现电开始，电的地位越来越重要，到今天我们的生活已经离不开电。1882年，法国物理学家M.得彼列茨经电报线路传输1.5kw,1.5-2kv的直流电成功驱动57km外的水泵旋转，完成了历史上第一次直流输电试验。由于本次试验中发、输、用电设备齐全，因此被公认为世界上第一个电力系统，它的成功标志着高压、大容量远距离输电的开始。

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