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柔性直流输电系统仿真

作　者: 刘昊
导　师: 李可军
学　校: 山东大学
专　业: 电气工程
关键词: 柔性直流输电 电压源型换流器 脉宽调制技术 MATLAB/SIMULINK仿真
分类号: TM721.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


电力电子技术的发展带动了直流输电技术的发展,直流输电技术在大电网时代将更加具有优势。而全控型半导体材料发展带来了柔性直流输电技术。相对于传统直流输电中使用半控型半导体材料晶闸管的电流源换流器,柔性直流输电是以全控型半导体材料绝缘栅双极晶体管(Insulated-Gate Bipolar Transistor-IGBT)的电压源换流器为主体。柔性直流输电技术(Flexible HVDC)是一种基于电压源型换流(Voltage Sourced Converters-VSC)技术的新型高压直流输电技术。它采用绝缘栅双极晶体管IGBT的电压源型换流器,具有关断电流的能力,可以应用脉宽调制(PWM)技术进行无源逆变。由于这种换流器的功能强,体积小,可以减少换流站的滤波装置,简化换流站结构,而称之为柔性直流输电。它除了具有传统高压直流输电优点外,还可直接向远距的小型孤立离负荷供电,连接分散电源,运行控制方式灵活多变,可减少输电线路电压降落及闪变,提高电能质量。本文详细介绍了柔性直流输电的基本结构和工作原理、技术特点、发展及应用领域等内容；总结出柔性直流输电的控制策略；给出柔性直流输电的稳态数学模型；针对柔性直流输电的基本结构,运用MATLAB中的SIMULINK软件建立了该输电系统的仿真模型,分析了系统在正常运行和三相短路时的特点,仿真结果展示了柔性直流输电的出色的运行稳定性。最后还对柔性直流输电的应用前景也做了展望。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章 绪论  11-20
  1.1 引言  11
  1.2 直流输电系统  11-18
    1.2.1 直流输电的概念  11-12
    1.2.2 直流输电的结构  12
    1.2.3 直流输电的主要元件  12-14
    1.2.4 直流输电系统的发展  14-15
    1.2.5 国内外直流输电工程  15-16
    1.2.6 直流输电系统的特点  16-18
      1.2.6.1 直流输电系统的优点  16-17
      1.2.6.2 直流输电系统的缺点  17-18
  1.3 本论文的研究意义  18
  1.4 本论文的主要工作  18-20
第2章 柔性直流输电系统  20-38
  2.1 概述  20
  2.2 柔性直流输电系统的基本原理  20-24
  2.3 柔性直流输电主要部件  24-27
  2.4 柔性直流输电控制系统  27-30
    2.4.1 控制系统的基本要求与结构  27-28
    2.4.2 柔性直流输电系统的基本控制方式  28
    2.4.3 柔性直流输电控制系统原理  28-30
  2.5 柔性直流输电的技术特点  30
  2.6 柔性直流输电与传统直流输电比较  30-31
    2.6.1 柔性直流输电与传统直流输电结构比较  30-31
    2.6.2 柔性直流输电与传统直流输电控制方式比较  31
  2.7 柔性直流输电应用领域  31-33
  2.8 柔性直流输电项目  33-36
  2.9 柔性直流输电在国内外研究现状  36-38
    2.9.1 国外柔性直流输电研究现状  36-37
    2.9.2 柔性直流输电国内的研究现状  37-38
第3章 柔性直流输电系统仿真及分析  38-57
  3.1 引言  38
  3.2 仿真原理  38-44
    3.2.1 柔性直流输电系统基本原理  38-39
    3.2.2 柔性直流输电系统控制方式  39-42
    3.2.3 控制量与被控量之间对应关系  42-44
      3.2.3.1 定直流电压控制端控制量与被控量之间对应关系的确立  42-43
      3.2.3.2 定直流电流控制端控制量与被控量之间对应关系的确立  43-44
    3.2.4 仿真控制方式  44
  3.3 仿真工具简介  44-48
    3.3.1 MATLAB简介  44-46
    3.3.2 SIMULINK简介  46-47
    3.3.3 SimPowerSystems库简介  47-48
  3.4 仿真模型的建立  48-50
    3.4.1 模型框架  48-49
    3.4.2 仿真模型控制系统介绍  49-50
  3.5 仿真结果  50-57
    3.5.1 系统稳态工作  50-54
    3.5.2 三相短路故障仿真  54-57
第4章 总结  57-58
附录  58-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
学位论文评阅及答辩情祝表  66

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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 > 输配电技术 > 输电制度 > 直流制输电
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