轻型高压直流输电系统的仿真与故障分析
2014-08-09张红涛田媛孙志勇
张红涛,田媛,孙志勇
(华北水利水电大学电力学院,郑州市 450011)
0 引言
轻型高压直流输电 (high voltage direct current light,HVDC Light)技术是一种以电压源换流器(voltage sourced converters,VSC)为基础的高压直流输电技术,它的换流部分由绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar translator,IGBT)组成。电压源换流器采用脉宽调制控制技术,无需任何换相电压,可以向有源或者无源网络输电[1-3]。随着新能源和分布式发电的发展,特别是我国风力发电技术的发展,客观上需要将各种新能源发电通过一定的变换环节接入电网,HVDC Light无疑是一种合适的方式[4]。
我国对HVDC Light技术研究和工程应用起步比较晚,但是在大力发展可再生能源和节能减排的环境下,HVDC Light系统也具有广泛的应用前景[5]。本文在分析HVDC Light的基本原理和运行特性的基础上,采用常用的仿真软件MATLAB/SIMULINK对已有的HVDC Light模型进行仿真,同时设置多种故障类型,对系统的运行情况进行仿真以及结果分析。
1 HVDC Light系统的结构原理与模型搭建
1.1 结构原理
与传统直流输电技术不同的是,HVDC Light技术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(pulsewidth modulation,PWM)技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无交流电源的负荷送电的问题[6]。同时,这种HVDC Light系统由于采用 PWM,能够对换流站输出交流电压幅值和相角在一定范围内连续可调,而且这种调节能够迅速完成,从而也能对系统潮流方便进行调节[7]。HVDC Light系统中换流器采用电压源型,输出电压的控制方法不采用180°导通模式,而采用PWM调制方式,故HVDC Light是一种基于VSC和PWM的新型直流输电技术,也称 VSCHVDC[8-9],同样称换流站为VSC换流站。……
