高压直流输电的建模与仿真分析

哈尔理工大毕业计（论）任书学生姓名：陈波

学号：0903010930学

院：电气与电工程学院

专业：电气工程及其动化任务起止时间：年2月日至2013年6月日毕业设计（论文）题目：高压直流输电的建模与仿真分析毕业设计工作内容：查国内外相关参考文献求阅读30篇以上文献解当今电力系统的发展状况，及目前研究的热点问题；对压直流输电技术的发展及现状进行综述；熟并掌握高压直流输电的基本原理；熟Matlab中的用方法及其在电力系统中的实际应用；实对高压直流输电系统的数字仿真；对真结果进行分析；撰论文，准备答辩。资料：张信，赵清海.ANSYS有元分析完全自学手机械工业出版社盛霓电磁场数值分析科出版社冯章马西奎工电磁场导高等教育出版社2007贺德馨风洞天.防工业出版社，指导教师意见：

系主任意见：签名：

签：年

月

日

年

月

日教务处制表

哈尔滨理工大学学士学位论文高压流输电建模仿真分摘要高压直流输电(具线路输送容量大、造价低、损耗小、电力系统间的非同步联网能力强等优点，而且，直流输电不存在交流输电的稳定问题，有利于远距离大容量送电且由于高压直输电具有经济性好用于两个不同频率的系统互联，能够远距离大功率输电等优点，这些都决定高压直流输电在将来的输电系统中将起着举足轻重的作用。对于我国来说，直流输电技术在西电东输以及电力系统全国联网工程中将会起到重要的作用。在此背景下，研究HVDC的构、运行原理及控制方法，对HVDC进建模与仿真，分析系统的稳态、动态特性等显得非常重要。本文介绍了高压直流输电的历史背景及在国内外的发展状况分析了高压直流输电的控制基本理论用中的对HVDC进行建模，并在此模型基础上进行了系统的稳态、直流线路故障、逆变器交流侧单相接地故障及两相接地故障仿真相应的仿真波形了HVDC模型的有效性和正确性。关键词

高压直输电系；Matlab/Simulink；仿真模型；真分析-I-

哈尔滨理工大学学士学位论文HVDCModelingAbstractHVDCtransmission(HVDC)transmissionwithlargecapacity,lowcost,lowloss,electricalnetworkingability,etc.,andthereisnoexchangeHVDCpowertransmissionstability,long-distancebulkpowerAndbecauseHVDChasgoodfordifferentfrequencieslong-distancetransmission,whichdecidedtransmissioninthewillplaydecisivecountry,transmissiontechnologyinthewesteastasnationalsysteminterconnectionwillplayimportantrole.Inthiscontext,researchHVDCstructure,operationprinciplemethods,HVDCmodelingandthedynamicisveryimportant.ThisarticledescribeshistoricalofHVDChomeabroad,theHVDCtheory,useMatlabSimulinkforHVDCinbasedonsteady-statefault,theinverterACfaultandtwo-phasegroundfaultdrawsimulationwaveformsverifyvalidityofHVDCHVDC;Matlab/Simulink;-II-

哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘.................................................................................错误!未找引用源............................................................................误!未到引用。第1绪1.1课题背景1.2高压直流输电的发展概况国外高压直流输电的发展概国内高压直流输电的发展概1.3高压直流输电的特点经济互联控制1.4高压直流输电的缺点1.5高压直流输电研究的热点问题第2高压直流输电控制基本原.2.1高压直流输电控制系统分层结构2.2高压直流输电控制原理2.3高压直流输电控制方式换流器触发控换流变压器控2.4高压直流输电控制系统基本组成换流器出发控制基本组换流变压器分接头控制基本组第3章高压直流输电基本构成和工作原.3.1直流输电系统的构成方式单极系双极系背靠背直流系3.2高压直流输电的基本结构与工作原理高压直流输电系统进本结构与工作原......................................19基于晶闸管的脉动换流单.第4高压直流输电仿真模型的建立与结果分.4.1高压直流输电仿真模型的建立线路的参-III-

哈尔滨理工大学学士学位论文整流环节简逆变环节简滤波器子系统简4.2仿真结果分析稳态系统波直流线路故逆变侧单相接地故逆变侧两相接地故逆变侧两相短路故逆变侧三相短路故结致参考文附录A附录B................................................................................................................44-IV-

哈尔滨理工大学学士学位论文第章绪论1.1课题景随着国民经济的持续高速长电需求日益旺盛电工业的发展速度加快。年新增发电装机容量505GW，全国发电总装机容量达到440GW；年增发电装机容量约70GW全国发电总装机容量突破500GW计到年年，全国发电总装机容量将分别达到700GW和1200GW。新增电力装机有很大数量在西部大水电基地和北部的火电基地。这些集中的大电站群装机容量大，距离负荷中心远。如金沙江的溪洛渡、向家坝水电厂，总装机容量达到计送电到距电厂1000～2000km的中华东地区云的水电有约容量要送到外广东；筹划中的陕西、山西、宁夏、内蒙古的大火电基地将送电到华北和华东的负荷中心近约1000km超[1]

。在这种背景下，要求输电工程具有更高的输电能力和输电效率，实现安全可靠、经济合理的大容量、远距离送电。特高压直流输电是满足这种要求的关键技术之一。1.2高压流输电的发展况国外高直输的展况世界上最早的直流输电是用直流发电机直接向直流负荷供电。年，法国物理学家德普勒用装设在米斯巴赫煤矿中的直流发电机，～2.0kV电压，沿米的电报线路，把电力送到在慕尼黑举办的国际展览会上，完成了有史以来的第一次直流输电实验。年采用直流发电机串联的方法，将直流输电的电压、功率和距离分别提高125kV20MV和225km。由于直流电源和负荷均采用串联方法，运行方式复杂，可靠性差，因此直流输电在当时没有得到进一步发展。随着三相交流发电机、感应电动机和变压器的迅速发展，直流输电很快被交流输电所取代。直到世纪50代大功率汞弧阀的问世流输电技术才真正在工程中得到应用。但汞弧阀制造技术复杂、价格昂贵、逆弧故障率高，可靠性较低、运行维护不变，使直流输电的发展仍然受到限制。1954瑞典投入世界上第一个工业性直流输电工程起到1977最后一个采用汞弧阀的直流输电工程建成止世界上也仅有12采用汞弧阀的直流输电工程投入运行20世纪70年代后，电力电子技术和微电子技术迅速发展，高压大功率晶闸管、微机控制和保护、光电传输技术、水冷技术、氧化锌避雷器等新技术，在直流输电工程中得到了广泛应用使直流输电技术得到了较快的发展1954年～2000年，全世界投入的高压直流输电工程总数近个，总容量超过70000MW.其中～直流输电工程有多条流输电工程输送总容量的年平均增长率在～年为460MW/年19761980-V-

哈尔滨理工大学学士学位论文为1500MW/年，～年为2096MW/年，年后的增长率更大。国内高直输的展况世60年代开始，国内制造和运行部门的研究单位开始对直流输电进行实验室研究1974年在西安高压电器研究所建成一个200A1.7MW采用6脉换流器的背靠背换流试验站1977年上海利用杨树浦发电厂到九龙变电所之间报废的交流电缆，建成了一个采用6脉换流器的150A、直流输电实验工程以工作为我国直流输电工程的发展打下了基好了技术准[。年全部采用国内技术的舟山直流输电工程投入运行此直流输电开始在我国得到了应用和发展，到年我国已有个直流输电工程投入运[这些工程主要参数见表。表1-1我已建成的直流工程序号

工程名称舟山

电压（kV）-100

功率

距离(

投年份

备注

葛洲坝—南桥天生桥—广州嵊泗龙泉——政平

120010451800960603000860

极1极2极1极2极1极2

荆州——惠州安顺——肇庆

灵宝

背背

宜都——华新兴仁——深圳

-VI-

哈尔滨理工大学学士学位论文

高岭

1500

背背

云南——广东向家坝—上海

5000140064002000

极1极2极1极2（舟山直流输电工程。本工程是我国第一个全部依靠自己的力量建设的直流输电工程，它解决了浙江大陆向舟山本岛的输电问题，同时具有向建设大型直流输电工程的工业性实验性质。1987年进行调试并投入运行，年式投入商业运行，年对设备进行了更新和改造采用微机型控制保护装置取代了原来的数控型增加潮流反送的功能，使舟山工程具有双向供电的能力。）葛洲坝南桥直流输电工程。该工程设计和全部设备由国外承包商承担。由原BBC公总承包，西门子公司提供南桥换流站的全部一次设备。是我国第一个远距离直流输电和联网工程。葛洲—南桥直流输电工程为双极、、1200MW输距离整站在葛洲坝水电站附近的葛洲坝换流站变站在上海的南桥换流站。1989年9月极投运行；年月全部工程建成，并投入商业运行。（天生桥——州直流输电工程。该工程西起天生桥水电站附近的马窝换流站，东至广州的北郊换流站，输电距离，用、、。工程于200012月极投入运行年程全部建成。（嵊泗直流输电工程。嵊泗直流输电工程是我国自行设计和建造的双极海底电缆直流工程。工程为双极，±50kV、、，可双向送电。（龙泉征直流输电工程。本工程是三峡水电站向华东电网的第一个送电工程，工程为双极500kV、、。全长，程于年12月极入运行年5全部建成。（荆州惠直流输电工程。本工程是三峡水电站向广东的送电和实现华中和华南电网的联网工程。工程为双极±500kV、3000A3000MW。直流架空线路从湖北的荆州换流站到广东的惠州换流站，全长960km2004年2月投入运行，月双极全部建成。（安顺肇直流输电工程。本工程是云南贵州的电力东送工程，直流架空线路由贵州的安顺换流站到广东的肇庆换流站，全长。工为极、、3000MW年6月成。（宝灵背靠背直流工程。本工程实现华中与西北两大电网联网，其主要参数为直流、360MW3000A。换流站设备全部采用国产设备，工程已于年建成。（宜都华直流输电工程。本工程是三峡水电站向华东电网的第二个送电工程。全长，额定参数与龙——征平直流输电工程相同年投入运行。）兴仁—深圳直流输电工程。本工程是贵—广东第2回直流工程，全-VII-

哈尔滨理工大学学士学位论文长，工程为双±500kV、、3000MW，年运。11）高岭背靠背直流输电工程。本工程是华北和东北两00kV电之间的联网工程。本工程为双极±125kV、3000A、两组750MW换器，总容量1500MW与2008年底建成投运。已成为世界上最大的背靠背换流站，最终容量为。设备全部由国内提供。此外，为实现西南水电以及大型火电基地电力送出，±800kV云南——广东直流输电工程，额定容量5000MW输电距离1400km±800kV家坝上海直流输电工程，额定容量6400MW输电距离。两个工程均于2009年成第一极，年全部建成。1.3高压流输电的特点直流输电由于自身的结构及性能，具有以下特：经济性高压直流输电的合理性和适用性在远距离大容量输电中已得到明显的表现。由于直流输电线路的造价和运行费用比交流输电低，而换流站的造价和运行费用均比交流变电所要高。因此对于同样输电容量，输送距离越远，直流比交流的经济型越好。如下图可以看出当输电距离大于等价距离时，直流输电的经济性优势便可以体现出来，并且输电距离越远其经济性越好。在实际应用中，对于架空线路此等价距离为，电缆线路等价距离则可以降低至。另一方面，直流输电系统的结构使得其工程可以按照电压等级或级数分阶段投资建设。这也同样体现了高压直流输电经济性方面的特点。互联性交流输电能力受到同步发电机间功角稳定问题的限制，且随着输电距离的增大，同步机间的联系电抗增大，稳定问题更为突出，交流输电能力受到更大的限制。相比之下，直流输电不存在功角稳定问题，可在设备容量及受段交流系统允许的范围内，大量输送电力。交流系统联网扩，会造成短路容量的增大，许多场合得不更断路器，而选择合适的断路器又十分困难。而采用直流对交流系统进行互联时，不会造成短路容量的增加，也有利于防止交流系统的故障进一步扩大。因此对于已经存在的庞大交流系统，通过分割成相对独立的子系统，采用高压直流互连，可有效减少短路容量，提高系统运行的可靠性。直流输电所连两电网无须同步运行，原因是直流输电存在传无功问题，两侧的系统之间没有无功的交换，也不存在交流系统中频率的问题。由于直流输电的这个特性，它可以实现电网的非同步互连。进而也可实现不同频率交流电网的互连，起到频率变换器的作用。控制性直流输电另一个重要特点是潮流快速可控，可由于锁链交流系统的稳定与频率控制。直流输电的换流器为基于电力电子器件构成的电能控制电路，因此其对电力潮流的控制迅速而精确。且对于双端直流输电而言，可迅速实现潮流的反转。潮流反转有正常运行中所需要的慢速潮流反转和交流系统发生故障需要紧急功率支援时的快速-VIII-

哈尔滨理工大学学士学位论文潮流反转。其迅速的潮流控制对于所连交流系统的稳定控制，交流系统正常运行过程中应对负荷随机波动的频率控制及故障状态下的频率变动控制都能发挥重要作用。1.4高压流输电的缺点（换流站设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高；换流站比变电站投资大。直流输电环节中的换流站的设备比交流变电站复杂，除换流变外，还有可控硅换流器，以及换流器的其他附属设备，这些设备的造价都非常高昂，因此换流站的投资高于同等容量的交流变电站。（）换流器产生大量谐波。换流器对交流侧来说，除了是一个负荷（在整流侧）或电源（在逆变站）以外，它还是一个谐波电流源。它畸变交流电流波形，向交流系统发出一系列的高次谐波电流，同时也畸变了交流电压波形。为了减少流入交流系统的谐波电流，保证换流站交流母线电压的畸变率在允许的范围内，必须装设交流滤波器。另外，换流器对直流侧来说，除了是一个电源（在整流侧）或负荷（在逆变站）以外，它还是一个谐波电压源。它畸变直流电压波形、向直流侧发出一系列的谐波电压，在直流线路上产生谐波电流。为了保证直流线路上的谐波电流在允许范围内，在直流侧必须装设平波电抗器和直流滤波器。（3流无功消耗量大流吸收无功功率30%50%Pd(整流器～60%逆变器)（表示输电线路传输的功率）。由此看来虽然直流输电线路理论上不消耗无功功率，但是总体来说高压直流输电还是要消耗大量无功功率的，换流站中的换流器会消耗大量无功，因此必须在换流站中进行无功补偿，这是换流站造价远高于同容量的交流变电站的一个直接原因。（4在某些运行方式下，对地下（或海中）物体产生电磁干扰和电化学腐蚀。（5直流断路器DCbreaker）造价高，技术复杂。在交流系统中，电流每周波有两次自然过零点交断路器就是充分利用此时机熄灭电弧成质恢复。而直流系统不存在自然过零点。因此，开断直流电路就要困难许多。因此，直流断路器的造价往往高于交流断路器，并且其稳定性能不如交流断路器。直流断路器的制造工艺及其性能直接影响高压直流输电的容量与形式，在直流多站系统中，为建立直流系统之间的联络，需要性能更好的直流断路器[

。1.5高压流输电研究的点问题高压直流输电已经成为我国电网的重要组成部分，国内目前研究的高压直流输电热点问题有：（1）高压直流输电系统的稳定性分析。（2）特高压直流输电系统孤岛运行研究。（3）高压直流输电换相失败故障诊断研究。（4）高压直流输电中的谐波分析。（5）高压直流输电系统次同步震荡阻尼特性研究。（6）高压直流输电线路故障解析与保护研究。（7）新型换流变压器在直流输电系统中运行特性的研究。-IX-

哈尔滨理工大学学士学位论文第2章高直流输控制基原理2.1高压流输电控制系分层结构高压直流输电控制系统是保证直流输电系统稳定高效运行的关键[。压直流输电控制系统根据功能、优先级等原则将所有控制环节划分为不同的等级层次。采用分层结构利于对复杂的高压直流输电控制系统进行分析、提升运行系统维护和操作的灵活性并降低了单个控制环节发生故障对系统其它环节的影响，增强系统运行的稳定性和安全性。

图2-1高直流输电控制系统分层结构高压直流输电控制系统分层结构如图所，分为系统控制、双极控制、极控制、换流器控制、单独控制以及换流阀控制几部分。高压直流输电系统控制作用于换流站，换流站通过双极控制环节控制正负两个换流极，每个换流极通过极控制实现正常运行。极控制包括换流器控制及单独控制，换流器控制环节控制换流阀的运行状态实现交直流转换，换流阀控制与单独控制作用于被控对象，如晶闸管、换流变压器等设备。各层的控制作用采用单向传递方式，高层次等级控制低层次等级。系统控制级是高压直流输电控制系统的最高层次等级，其主要功能为通过通信系统上传直流输电系统运行参数并接收电力系统调度中心运行指令，根据额定功率指令对各直流回路的功率进行调整和分配以保持系统运行在额定功率范围内，实现潮流反转控制以及功率调制、电流调制、频率控制、阻尼控制等控制方式，当出现故障或特殊情况时还可以进行紧急功率支援控制。-X-

哈尔滨理工大学学士学位论文双极控制级的主要功能是同时控制并协调高压直流输电系统的正负极运行，根据系统控制级输出的功率指令，计算分配正负极的功率定值并在运行过程中控制功率的传输方向，平衡正负极电流并控制交直流系统的无功功率、交流系统母线电压等。极控制级根据双极控制系统输出的功率指令，计算输出电流值，并将该电流值作为控制指令输出至换流器控制级进行电流控制，控制正极或负极的启动、停运以及故障处理。极控制级还可以实现不同换流站同极之间的电流指令值、交直流系统运行状态、各种参数测量值等信息的通信等。换流器控制级的主要功能是控制换流器的触发以保持系统正常运行，并根据实际运行要求实现定电流控制、定电压控制等控制方式。换流器是高压直流输电系统实现交直流转换的重要设备，换流器触发控制通过调整换流器触发角控制高压直流输电交直流转换过程并保证高压直流输电系统输出预期的功率或直流电压，对高压直流输电系统的安全稳定运行具有重要作用。因此换流器触发控制是换流器控制级的核心部分，是高压直流输电控制系统的重要研究内容。单独控制级的主要功能是控制换流变压器分接头档位切换以调节换流变压器输出电压，并监测和控制换流单元冷却系统、辅助系统、交直流开关场断路器、滤波器组等设备的投切状态。单独控制级的核心部分是换流变压器分接头控制，换流变压器分头控制通过调整换流变压器的换流阀侧(称阀侧)电压保持高压直流输电系统换流器触发角或直流电压的稳定，提高高压直流输电系统的运行效率。由于换流变压器在高压直流输电系统中起到隔离交直流系统的作用，并对高压直流输电系统的稳定运行具有重要作用。因此，换流变压器分接头控制是高压直流输电控制系统的重要研究内容。换流阀控制级将换流器控制级输出的触发角信号转换为触发脉冲来控制换流器中晶闸管的导通关断，并监测晶闸管等元件的运行状态，生成显示、控制、报警等信号。根据上述高压直流输电控制系统分层结构的分析可知，换流器触发控制与换流变压器分接头控制是高压直流输电控制系统的核心组成，对高压直流输电系统的稳定运行具有关键性作用。因此，针对换流器触发控制与换流变压器分接头控制进行仿真建模是高压直流输电控制系统的重要研究内容。2.2高压流输电控制原为便于分析高压直流输电系统的控制原理，根据直流输电原理做出高压直流输电系统等效电路，如图所示，等效电路包括整流器、直流输电线路和逆变器三部分，整流器将交流电流转换为直流电流,通过直流输电线路送至逆变器转换为交流电便于后续研究，以N点界将高压直流输电等效电路分为两部分N左侧为整流侧，N点侧包括输电线路和逆变(称逆变侧根基尔霍夫定律分析等效电路可知：-XI-

dr3i哈尔滨理工大学学士学位论文dr3i

INR

U

U

dr

U

U

cosdoi

U

doi整器

逆器图高压直流输电系统等效电路图直流电流:UcoscosIdordoidxr1xi

（3-1）整流侧伏安特性：d

dr

d

xr

（3-2）逆变侧伏安特性：Uddi

doi

(ddxi1

（3-3）其中，

和

与交流系统电势相关：式中，

3EU-整流侧换流变压器阀侧空载电压，

（3-4）-逆变侧换流变压器阀侧空载电压，-整流器直流电压，

-逆变器直流电压，

整流侧触发，-逆变侧超前触发角，

-整流器换相电抗，

-逆器换相电抗，

-直流输电线路等值电阻，

-整流侧交流系统电势，-逆变侧交流系统电势。在公式3-1中，、和为恒定值，因此直流电压、直流电流的大小仅与和有关。因此，高压直流输电控制系统主要通过调节换流器触发角以及整流侧和逆变侧交流系统电势来控制高压直流输电系统的直流电压及电流[。2.3高压流输电控制方基于高压直流输电控制系统分层结构及控制原理分析可知，换流器触发控制与换流变压器分接头控制是高压直流输电系统的主要控制方式，换流器触发控制通过调节换流器触发角控制换流器的运行状态，换流变压器分接头控制通过调节换变压器分接-XII-

哈尔滨理工大学学士学位论文头位置控制整流侧与逆变侧交流系统电势，保证高压直流输电系统的稳定运[9]。换流器发制由上述直流输电控制基本原理分析可知，换流器触发角是高压直流输电控制系统的重要控制量。控制系统通过分别调节整流侧和逆变侧换流器触发角玟和口实现对直流电压及直流电流的控制作用。换流器触发控制方式响应速度很快，调节时间一般为～，且调节范围较大，是高压直流输电系统的主要控制方式。当高压直流输电系统因扰动或故障引起电压电流快速变化时，换流器触发控制发挥快速调节作用使系统恢复正常，当出现特殊情况时换流器触发控制可以提前将触发角置于预定值以保证系统运行的安全可靠。换流变器制整流侧和逆变侧交流系统电势是高压直流输电控制系统的另一重要控制量，高压直流输电控制系统通过分别调节整流侧和逆变侧换流变压器分接头位置来调节整流侧和逆变侧交流系统电势，的，实现对高压直流输电系统换流器触发角或直流电压的控制。换流变压器分接头控制方式响应速度比较缓慢，通常分接头位置调节一次时间为～10s，并且由于变压器的分接头位置以及变压器设备本身的容量等限制使得换流变压器分接头控制的调节范围较小，是直流输电系统的辅助控制方式。当系统发生快速的暂态变化时由换流器触发控制作用，换流变压器分接头调节不参与调节过程；当系统电压发生较长时间的缓慢变化或由于换流器触发控制调节导致触发角长时间超出额定范围时，换流变压器分接头控制发挥调节作用使系统逐渐恢复正常运行状态。换流器触发控制与换流变压器分接头控制相互配合，保证高压直流输电系统稳定运行及发生故障时控制系统的快速调节作用，改善并提高高压直流输电系统的运行性能及效率。2.4高压流输电控制系基本组成高压直流输电控制系统通过控制换流器触发角及换流变压器分接头，保证直流输电系统的正常运行及发生故障时的快速恢复。换流器发制本成换流器触发控制主要由触发角控制、电流控制、电压控制及裕度控制组[12]。触发角控制包括整流侧最小触发角控制和逆变侧最大触发角控制，电流控制包括电流限制控制和定电流控制，电压控制也称为定电压控制。（1整流侧最小触发角控制换流器由多个晶闸管构成换流桥实现交直流转换，如果系统运行时换流器触发角过小，导致加在晶闸管上的讵向电压过低将会引起晶闸管导通的同时性变差，影响换流器的正常导通特性，不利于换流过程的稳定。因此需要设定最小触发角控制以保证换流阀的正常运行。当整流侧交流系统发生故障时，控制系统将减小触发角至最小值以降低故障对直流功率的影响，当交流系统故障清除电压恢复后，如果触发角过小将会出现过电流引起系统不稳定。因此，需要设置合适的最小触发角限制值。（2逆变侧最大触发角控制为了避免系统出现特殊情况时，由于控制系统中的控制器超调引起逆变侧触发角-XIII-

哈尔滨理工大学学士学位论文过大致熄弧角太小发换相失败制统需要设置变侧大发限控制。（3电流限制控制为了避免系统发生故障或受到扰动时，导致直流电流迅速下降至零引起系统输送功率中断，控制系统设置最小电流限制控制。并且需要考虑系统的过负荷能力、降压运行等特殊运行工况，控制系统设置最大电流限制控制以保证系统安全。（4定电流控制定电流控制是换流器的基本控制方式，用来控制直流输电稳态运行电流以及实现直流输送功率、各种直流功率的调节控制以改善交流系统的运行性能。当直流输电系统发生故障时，定电流控制可以快速的限制暂态故障电流以保护晶闸管换流阀和其它设备，保证系统运行的安全性。因此，定电流控制器的暂态和稳态性能对直流输电控制系统性能具有关键性作用。（5定电压控制定电压控制是换流器的基本控制方式，用来保持直流电压的稳定运行并在降压运行状态时调节换流器触发角以保持直流电流恒定。在实际高压直流输电系统中，整流侧采用定电压控制来减小因线路故障或整流器故障引起的过电压对高直流输电系统运行的影响，逆变侧采用定电压控制来保证直流电压稳定。（6裕度控制高压直流输电系统正常运行时，整流侧和逆变侧分别通过定电流控制和定电压控制实现对直流电流和直流电压的控制。为了避免整流侧和逆变侧的定电流控制同时作用引起控制系统不稳定，设置整流侧定电流控制的电流整定值比逆变侧电流整定值大一个电流裕额，根据实际高压直流输电系统运行经验，电流裕额为额定电流值的10。同理，为了避免整流侧和逆变侧的定电压控制同时作用，逆变侧定电压控制的电压整定值比整流侧电压整定值小一个电压裕额，电压裕额为直流输电线路的电压降。换流变器接控基组换流变压器分接头控制通过调整高压侧分接头位置来改变交流侧电势。换流变压器分接头控制主要用于保持换流器触发角或直流电压处于参考值附近，提高高压直流输电系统运行效率并保护换流设备。换流变压器分接头控制分为定角度控制和定电压控制。（1定角度控制定角度控制用于保持换流器触发角处于参考范围内。当整流侧或逆变侧交流系统因发生故障导致交流电压发生变化时，整流侧和逆变侧换流器触发控制将增加或减小触发角以保持直流电压、直流电流稳定，但是整流侧触发角过大将会降低整流器的功率因数、增加无功消耗，触发角过小将引起过电流危害高压直流输电系统的安全，逆变侧触发角过大将会引起逆变侧发生换相失败，触发角过小将导致逆变侧进入整流状态，不利于高压直流输电系统的稳定运行。因此换流变压器分接头控制检测换流器触发角与参考值之间的误差，当误差值超过一定范围时调整分接头位置使触发角恢复到参考范围内。换流变压器分接头控制采用定角度控制方式时，补偿了定电压控制产生的不利影响，但是由于实际电网中功率、电压的调节比较频繁，将会导致分接头动作次数增加。（2定电压控制-XIV-

哈尔滨理工大学学士学位论文定电压控制用于保持直流电压处于参考范围内，基本调节原理与定角度控制类似。检测直流电压与参考电压之间的差值，当差值超过一定范围时，换流变压器分接头控制调节分接头位置以保持直流电压为额定值。定电压控制方式调节分接头动作次数较少，但是由于定电压控制方式需要保持直流电压恒定，将会导致换流器触发角的调节幅度增大，不利于系统的稳定高效运行。根据实际高压直流输电工程换流变压器分接头控制的运行情况及换流变压器分接头控制原理的分析，通常整流侧换流变压器分接头控制采用定角度控制，逆变侧换流变压器分接头采用定电压控制，保证高压直流输电系统的稳定运行并增强控制系统性能。-XV-

哈尔滨理工大学学士学位论文第高压直输电基构成和作原理高压直流输电系统由一次侧电气系统与二次侧控制系统组成。其中，一次侧电气系统包括换流变压器、交流滤波器及无功补偿装置、换流站、直流滤波器、平波电抗器直流输电线路等电气元件二次侧控制系统主要用于控直系统的动流传输容量、换流器闭锁解锁、故障后的恢复与运行。3.1直流电系统的构成式直流系统的构成可以分为二端和多端两大类，我们研究的主要是二端直流系统，它的构成方式主要可以分为单极系统、双极系统和背靠背直流系统三类。单极系单极直流输电系统可以采用正极性或负极性运行模式。换流站出线端对地电位为正的称为正极，为负的称为负极。单极直流架空线路通常多采用负极性，因为正极导线的电晕和电磁干扰要比负极性导线大，且由于雷电大多数为负极性，正极导线雷电闪络的概率比负极导线要高系接线方式有单极大地或海水回线方(图3-1(a))和单极金属回线方式(图3。（）单大地回线方式（）单金属回线方式图单极系统接线示意图（1单极大地回线方式单极大地回线方式利用一根导线和大地(海水)成直流侧单极回路。这种方式下，流经大地或海)的电流为直流输电工程的运行电流。由于地下长期有大直流电-XVI-

哈尔滨理工大学学士学位论文流流过，因而将引起接地极附近地下金属构件的电化学腐蚀等问题。这种回线方式的优点是结构简单，线路造价低：但运行的可靠性和灵活性较差，对接地极要求较高。（2单极金属回线方式单极金属回线方式是利用两根导线构成直流侧的单极回路。在运行中，地中无电流流过，可以避免由此所产生的电化学腐蚀等问题。为了固定直流侧的对地电压和提高运行的安全性，金属返回线一端需要接地。这种方式通常是在不允利用大地或海水为回线或选择接地极较困难以及输电距离较短的单极直流输电工程中采用双极系双极系统接线方式是直流输电工程常用的接线方式，可分为双极两端中性点接地方式(图3-2(a))、极一端中性点接地方(图3-2b))双极金属中线方式(图3-2(c))三种类型。（a）双极端中性点接地方式（）极一端中性点接地方式-XVII-

哈尔滨理工大学学士学位论文（）双极金属中线方式图双极系统接线示意图（1双极两端中性点接地方式双极两端中性点接地方式是大多数直流输电工程所采用的正负两极对地，两端换流站的中性点均接地的系统构成方式常行流电流的路径为正负两根极。实际上它是由两个独立运行的单极大地回线系统构成。正负两极在地回路中的电流方向相反，地中电流为两极电流之差值。双极的电压和电流可以不相等，双极电压和电流均相等时称为双极对称运行方式，不相等时称为电压或电流的不对称运行方式。当输电线路或换流站的一个极发生故障需要退出工作时，可根据具体情况转为三种单极方式运行，)单极大地回线方式f-b)单极金属回线方式单极双导线并联大地回线方式。（2双极一端中性点接地方式这种接线方式只有一端换流站的中性点接地，其直流侧回路由正负两极导线组成，不能利用大地或海水)作为备用导线。当一极发生故障需要退出工作时，必须停运整个双极系统，没有单极运行的可能性。因此，这种接线方式的运行可靠性和灵活性均较差。它的优点是保证在运行中无地电流流过。（3双极金属中线方式、双极金属中线方式是利用三根导线构成直流侧回路，其中一根为低绝缘的中性线，另外两根为正负两极的极线。这种系统构成相当于两个可独立运行的单极金属回线系统，共用一根低绝缘的金属返回线。当一极发生故障时，可自动转为单极金属回线方式运行；当换流站的一个极发生故障需要退出工作时，可首先自动转为单极金属回线方式，然后还可转为单极双导线并联金属回线方式运行，运行方式可靠灵活。但是该接线方式线路结构复杂，造价较高。背靠背流统它实际上是无直流线路的直流系统，常用以实现不同频率或相同频率交流系统之间的非同步联系，也叫非同步联络站，见。在背靠背换流站内，整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相连，构成直流侧的闭环回路；而其交流侧则分别与各自的-XVIII-

哈尔滨理工大学学士学位论文被联电网相连，从而形成两个电网的非同步联网。本文所建立的仿真模型的构成方式为双极两端中性点接地方式，模型形式见-4。图背靠背直流输电系统3.2高压流输电的基本构与工作原高压直输系进结与作理高压直流输电包括整流侧、直流输电线路和逆变侧三部分，主要设备有换流变压器换器滤器无功补平电抗器。基本结构如3-4所示。

直流输电线路

交流系统

交流系统I整流侧

逆变侧图3-4高直流输电系统基本结构交流系统I出的交流电在整流侧通过整流器转换为直流电输电线路将直流电输送至逆变侧，逆变侧通过逆变器将直流电再次转换为交流电，送至交流系统II完成交流．直流．交流转换。整流器和逆变器统称为换流器，换流器通过调节触发角来改变换流器内晶闸管的导通或关断状态实现交直流转换，当触发角小于时换流器运行于整流状态，将交流电转换为直流电，当触发角大于时换流器运行于逆变状态，将直流电转换为交流电。图中整流侧和逆变侧分别包括换流变压器l，换流器平波电抗器及控制系统部分。换流变压器1为流器供所需换相电压以实现脉动电流，并起到交直流系统相互绝缘隔离、限制故障电流以及对雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。换流变压器是实现交直流电网互联及直流输电的重要设备，它的运行性能对交直流输电系统的稳定性具有重要作用。整流侧和逆变侧的控制系统是高压直流输电系统的核心部分，控制系统对高压直流输电系统的安全、稳定运行具有重要作用，控制系统通过控制换流器及换流变压器实现预期的输送功率或直流电压。系统出现故障时-XIX-

哈尔滨理工大学学士学位论文控制系统通过调整换流器触发角以及换流变压器的输出电压保证高压直流输电系统的安全运行及故障后快速恢复。高压直流输电控制系统对高压直流输电系统的安全可靠运行具有重要作用，是高压直流输电系统仿真建模的重要研究内容。基于晶管动流元换流站HVDC电系统的核心部分所示为一个基于晶闸管阀脉动换流单元的基本结构，主要包括以下几个部分：平波抗器

直流路/电缆交流线

直流波器换流压器无功补偿

交流滤波器图基于晶闸管的脉换流单元基本结构（1）换流变压器：将送端交流系统电压变为整流桥所需要的电压，将逆变器输出的电压变为受端交流系统所需要的电压。（2）换流器：由晶闸管组成，用于整流或逆变。换流器一般采用三相桥式有单、双桥两类)电路，每桥有6个桥臂6脉冲换流器)，如天生桥一广州500kVHVDC系统晶闸管块的额定电压为8用7个块串联组成阀体。（3）平波电抗器：减小直流电压、电流的波动，受扰时抑制直流电流的上升速度。（4）滤波器：交流侧滤波器一般装在换流变压器的交流侧母线上，主要作用是抑制换流器产生的注入交流系统的谐波电流，同时部分补偿换流器吸收的无功功率。直流侧滤波器一般并联接于直流极线上，主要作用是抑制换流器产生的注人直流线路的谐波电流。脉动换流单元是由两个交流侧电压相位相差的动换流单元在直流侧串联而在交流侧并联所组成脉动换流单元可以采用双绕组换流变压器或三绕组换流变压器，为了得到换流变压器阀侧绕组的电压相位差，其阀侧绕组的接线方式，必须一个-XX-

哈尔滨理工大学学士学位论文为星形接线另一个为三角形接线换流压器可以选择三相结构单结构因此，对于一脉动换流单元的换流变压器有四种选择方案三相三绕组变压器；台三相双绕组变压器台单相三绕组变压器台单相双绕组变压器。12动换流器在交流侧和直流侧分别产1次和12k次的特征谐波此交流侧和直流侧只需分别配次和2k次的滤波器而可简化滤波装置小占地面积，降低换流站造价。这是选择2动换流单元作为基本换流单元的主要原因。对于2动换流单元除图上所示的主要设备外，还有相应的交直流避雷器和交直流开关以及测量设备等。-XXI-

哈尔滨理工大学学士学位论文第4章压直流电仿模型的立与结分析4.1高压流输电仿真模的建立在M／环下，利用电力系统模块systemblock，中仿真模块对HVDC系及控制器建立仿真模型。这里用12脉晶闸管变换器实现对HVDC统的建模，模型如-1所示。图高直流输电仿真模型图kVMV·AHz的流系统EM通l000直流输电线路与345、000MV·AHz的交流系统相连。两个交流系统相角均为

，基频为50Hz，带有次波。两个变换器通过的路和0.5H的平波电抗器连接起来，两个断路器模块分别用来模拟整流器直流侧故障和逆变器交流侧故障[线路的数直流输电线路的参数如下：线路电阻：0.015km；线路电感L；线路电容C14.4nF；线路长度km；交流系统EM侧交流输电线路参数如下：线路电阻R26.07；线路电感mH；交流系统EN侧交流输电线路参数如下：线路电阻6.025；-XXII-

哈尔滨理工大学学士学位论文线路电感13.96；平波电抗器的电感：H。整流环简双击图4-1中“整流环（系统如图4-2所示其中，变换器变压器使用三相三绕组变压器模块，接线方式为Y0-Y-形联接，变换器变压器的抽头用一次绕组典雅的倍整流器选器选0.96）来表示。图整流环节子系统结构双击图4-2中“整流环（统打开后如图所示。图中，整流器是用两个通用桥模块串联而成的脉冲变换器。图4-3整器子系统结构整流器的控制和保护由“整流器控制和保护（系统来实现。逆变环简

RectifierControl“逆变环节（Inverter系统结构和“整流环节”子系统结构相似，-XXIII-

/哈尔滨理工大学学士学位论文/不再赘述逆变器的控制和保护逆变器控制和保（InverterControland系统来实现。滤波器系简为了抑制交流侧分量，在交流侧并联了交流滤波器。交流滤波器为交流谐波电流提供低阻抗并联通路频流滤波器还向整流器提供无功图中的“滤波器（ACfilters”子系统，如图4-4所。可见，交流滤波器电路由Mvar的功补偿设备高值的11次和13次调谐滤波器低值Q=3)的高通滤波器(谐波以)组成。图交滤波器子系统结构4.2仿真果分析基于图4-1所示的模型别系统稳态流线路故障变相接地故障和a两相接地故障的情况进行仿真，仿真结果如下。稳态系波仿真后的电压和电流波形如图4-5所。up压电

-10.40.8时间/-XXIV-

1.41.62

/////哈尔滨理工大学学士学位论文/////up流电gd角迟延发触

-1-1

0.40.8时间/0.40.8

1.41.621.41.62时间/图稳仿真直流侧波形图中表直流侧路电压，和，别表示直流侧路流实参考电流，均为标幺值，为流器的触发延迟角。见，系统经过一时间后够稳定运行。稳态后，直流电压为，流电流为。直流线故打开直流侧断路器模块，使其在时通时断开，接地时间为0.1s整流侧相关波形，逆变侧交流电压和电流波形分别如图4-64-7所。up压电

-时间

1.6up流电

-时间

1.6gd角迟延发触

-0.8时间-XXV-

1.82

////哈尔滨理工大学学士学位论文图直流线路故障时整流侧波////压电

1.50.5-0.5-0.81时间/

2）AVM（流电

20100-10-2000.81时间s

1.82图直线路故障时交流部分波形可见，故障时直流侧电流激增到，流侧电压降到值通过VDCOL子系统的调制考电流下降到此故障发生后流侧仍有电流流通t=0.77s时触延迟角被强设为流器运行在逆变状态流线电变负，将线路上的能量反送人交流系统，导致故障电流在过零点时快速熄灭t=0.82s时，解除触发延迟角的强制值，额定直流电压和电流在0.5s后复正常。逆变侧相地障以a相接地故障为例，取消直流侧断路器导通动作，使逆变器断路器.7s时通，0.8s时断开，接地时间为0.1s。逆变侧的相关波形如图所示。up压电0.8时间

1.8u1p流电-10.40.8时间/

1.41.62-XXVI-

//)01/哈尔滨理工大学学士学位论文//)01/gd角迟延发触

0.8

1.8时间图相接地故障波形可见，故障导致直流电压和直流电流出现了振荡，故障开始时，逆变器两个阀进行换相时，因预计关断的关断后，在反向电压期间未能恢复阻断能力，当加在该阀上的电压为正时，又重新导通，即出现了换相失败现象，直流电流激增到2。t=0.8s时清除故障VDCOL将考电流调节到，0.35s后统恢复。逆变侧相地障以a、相接地故障为例，打开断路器模块，使其在0.7s时通，0.8s时断开，整流侧交流电压和电流波形如图所。0.5压电

时间/AVM0（流电

-10-20-30-40-50

时间/图逆侧交流部分波形可见，两相接地故障使整流侧交流电压和电流发生了一定的扰动，交流电流的波动频率和幅度比较大。故障时，交流电流值迅速增加，之后逐渐下降为，故障清除后经过小幅度波动恢复稳态。同样，交流电压值在故障时有所增加，但增加的幅度要小一些，故障清除后也能够恢复稳态。-XXVII-

//e/哈尔滨理工大学学士学位论文//e/逆变侧相路障两相和三相故障可以使用PSB元件库里的三相故障发生器来模拟三相故障发生器如图所示：压电

图三相故障发生器模型以a、相短路为例，仿真时间设为0.6-0.7s相关波形如图所。-10.20.81时间/

1.2流电

0.8时间/

g角迟延发触

0.8时间/图4-11整流侧相关波形

故障发生后变电流在激增到2.1p.u.压跌为在，线路电压跌落-整流侧线路电流则激增到线由于直流线路两端没有装-XXVIII-

//哈尔滨理工大学学士学位论文//设直流滤波器使障期间直流线路电压、电流有很大的谐波分量。直流电压0.63s时VDCOL开运作把考电流降为。同时整流侧把触发角增大到，逆变侧把触发角降低为，最小熄弧角降低为。此后直流电压开始回升。故障清除后，在电和电流首次恢复正常，再过2s系统恢复正常。逆变侧相路障接入三相短路故障发生器，将故障类型设置为三相短路，故障时间设为，波形如图4-12所。压电0.20.61时间

1.4up流电-时间/s

1.21.4gd

2001000

01

1.2时间/图4-12三短路时整流侧相关波形当逆变侧变压器交流侧三相对地发生故障时整流器侧和逆变侧的直流线路电压、电流和考电流、触发延迟角等各参数仿真结果见图4-10。故障发生后，逆变侧交流A、、C三相电压均为，流电压迅速下降，线路电流则激增到2p.u.线路由于直流线路两端没有装设直流滤波器,使障期间直流线路电压、电流有很大的谐波分量。直流电压时VDCOL开运,把考电流降为0.3p.u.，时把触发角增大到。障清除后，即在0.7s时，电压反向，变-，直流线路电流则为，再过内系统恢复正常。-XXIX-

哈尔滨理工大学学士学位论文结论本设计是高压直流输电系统正常运行及故障仿真分析设计中将高压直流输电运行过程中产生的部分故障用软进行仿真分析。与交流输电相比，由于高压直流输电具有经济性好，控制性好，互联性好，适用于两个不同率的系统互联，能够远距离大功率输电等优点，这些都决定高压直流输电在将来的输电系统中将着举足轻重的作用。直流输电换流站由基本换流单元组成，基本换流单元是在换流站内允许独立运行，进行换流换流系统，主要由换流变压器、换流器、相应的滤波器和平波电抗器以及控制保护装置等组成。前工程上所采用的基本换流单元主要有6脉换流单元和12脉动流单元两种。在高压直流输电系统中，为了完成将交流电转换直流电或将直流电转化为交流电的变换，并到电力系统对安全稳定及电能质量的要求，换流站中应该包括的主要设备或设施有：换流阀、换变压器、平波电抗器、交流开关设备、交流滤波器和交流无功补偿装置、直流开关设备、直流滤器、控制和保护以及远程通信系统等。直流输电系统主要由两端换流站和直流线路所组成，换流站内主要有换流器、直流开工场合流开关场中的一次设备，以及控制保护二次设备。此外，影响直流系统运行的还有与两端换流站连的交流系统。不同区域的设备故障，有其自己的特点，对直流系统的影响有所不同。本文中对中几个比较有代表性的故障在MATLAB中行了仿分析。由于本人知识有限，论文中难免有一些错误和不足，深望各位老师和领导以及同学批评指正

哈尔滨理工大学学士学位论文致谢本次毕业设计论文是在我的指导老师付敏老师的亲切关怀和细心指导下完成的课的选择到论文的最终完成，付老师始终都对学术问题指导细致入微，给予了大量的指导和修改意见，付师开阔的视野，积极向上的生活和工作态度激励我努力的学习和生活，在此向付老师致以诚挚的意和崇高的敬意。在此，我还要感谢那些在本次设计完成过程当中给予我无私帮助的那些同学们。正是由于你的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。感谢我的母——哈尔理工大学，是她培养了我，并在就要离她进入会之际了我这么好的一次锻炼的机会。并对在百忙中参加答辩及评阅的老师表示感谢。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬师长同朋给了无言的帮助在里请接受我诚挚谢!最我还要向一直支持关默默奉献的家人表示感谢，谢谢你们!

哈尔滨理工大学学士学位论文参考献1周乐荣．高压直流输电的现状与发展．[M]．广东电力，1997刘亚．特高压直流输电理论[M]中国电力出版社赵君．高压直流输电工程技.二版[M]．中国电力出版社，2011李源．高压直流输电系统的运行与控制[M]．科学技术出版2004杨萍．高压直流输电与柔性交流输电[M]．中国电力出版社2010洪刚．电力电子、电机控制系统的建模和仿真[M]机械工业出版社林生，胡良珍，严朗威编著．高压直流输电[M]上海：上海科学技术出版社孟萍，高嬿．电力系统分析[M]高等教育出版社2004.2（重印）韩晓，文俊，徐永海．高压直流输电原理与运行[M]机械工业出版社李源．高压直流输电系统[M]．科学出版社，于群，曹娜MATLAB/Simulink电系统建模与仿真[M]机械工业出版社2011：王洁，任震．高压直流输电技术[M]．庆大学出版社，杨，陈鸿煜．高压直流输电系统换相失败的仿真研究[J]Vo1.34NO.2.Feb.2008王安，黄俊HVDC-VSC输系统运行与控制的研究[M]机械工业出版社周荣．高压直流输电的现状与发展[M]广东电力戴杰主编．直流输电基础[M]．北京：水利电力出版社1990E.Imal,M.Bagriyanik,P.Ali-Zada,K.Rajdabl．AFACTSTechniqueforConvertingACinto．[M]IEEEFARUQUEMYYVDetailedModelingofCIGREPSCAD／and／．IEEEonPowerDelivery,2006

哈尔滨理工大学学士学位论文附录AInfluenceofWindGenerationonSystemsJaneAustenKurt（KeyControlSimulationofGenerationEquipmentsDistrict，New，States）Windpowerandhasthebeingtoasformoflarge-scalewhichinfluencespowersystems.pownotdesignedspecificallytoaccommodatethistypeofgeneration,ermstheproblemsencounteredthedevelopersofpowergenerationprojectsandbyutilitygridswithintegratefarmsThereactivepowerflow,voltage,systemstability,poweshort-circuitfrequencyandprotectionduecharacteristicshigh-capacity,dynamicandstochasticofwindpowerhandlearerecommendedordertoaccommodatepowerinpowersystems.Words:power；powersystem；wind．IntroductionThererenewablethefutureofelectricityGenerationonfossilfuelsisnotpowerisrapidly.Oncontrary,muchattentionpromisingresource.Ithapotentialbenefitsinandreducingtheirreplaceablefuelreserveswhenthedemandforhasbeenduethethgrowthoftheeconomyinmostpartsoftheworld.Windmorewinofistheone.During2006,theworld’sinstalledwindcapacit74091in

哈尔滨理工大学学士学位论文Therearenotechnical,economicorresourcebarrierstosupplyingoftheworld’selectricitneedswithwindpowerandthechallengingbackdropofaprojectedtwoofelectricityThereporttooltheracetogasemissionsaselectricityfromatotalofGWofwindpowerby2020willsave10771of[1].windpowersystemshaveofhighcapacity,systemreliability.WhileprovidingcleanforfarmswillalsopowerWithexpansionpowergenerationofwindinpowerthinfluencewillthetechnicalforcountermeasurestoovercomeshouldbeproposed.Accordingtotheissuesmentionedabove,paperdiscussesingeneralthewhichareencounteredthedevelopersofwindpowerbywhenwithprojectswindtosystems.characteristicsofhigh-capacitydynamicperformanceofwindandpowershort-circuitsystemreserve,Afterthat,countermeasurestotheseproblemsinordepowergenerationinpower．situationofwindpowergenerationreportofGlobalWindEnergyCouncilwithhighesttotacapacityareGermany621MW),Spain(11615MW),USA(11603MW),MW(3136Thirteencountriesthecannowamongwith1000capacity,withthisthresholdin2006.Fig.1topcumulativecapacityofworlduntilDecember,2006[2].ChinastartedwindpowerveryItsteppedintothestageofcommercializescaleonly1990s.AccumulatednewlyinstalledovertheinFig.2.Thesingle-unitcapacityincreased100kW,200kW,kWtokW,750kW,and1500kW

哈尔滨理工大学学士学位论文110cumulativeinstalledworlduntil2Accumulativeandnewly-addedcapacitypowerinChinadoubledtotalcapacityby347windenergyin2006,a70%fromlast’sfigure.ThisbringsChinato2MWcapacitlargestmarketwide.theChinesehasgrownsubstantiallygrowthiexpectedtocontinueandup.Accordingtothelistapprovedprojectsunder500willbeinstalledin2007.Thegoalforwindpowerinby[3].．windtheviewoftheoftheresourceofoutputsinofwindspeedsThewindhighlyvariable,bothtemporally.Furthermorethivariabilityoveraveryrangeofbothinspaceandtime.Thewindspeedcontinuouslyfunctionofandheight.timeofwinpresentedinFig.3spectrum[4].Theturbulentcausedbygustsintheminutediurnaldependswindvariationssynopti

哈尔滨理工大学学士学位论文cycles.Fig.3spectrumfarmBrookhavenbasedonworkbyvanderpowersystemthepeakmayaffectpowerqualityofpowegeneration.turbulencesonpowerqualityturbinetechnologywindforinstance,mayabsorbshort-termpowerbyimmediatestorageofinrotatingmassesofwindturbinepoweoutputissmootherfixed-speedwindDiurnalandpeaks,however,maybalancingpowerinwhichwindforecastsasignificantrole.issueiswindThewinduphubshouldbecalculatewindoutput.Anumberofmeasurementsofwindshowwindspeedsmildinyear;probabilities0and25m/sarconsiderable;mostoftheaveragespeedstheWeibulldistribution[5]

iformula(1).vwindspeed;kisshapeparameter;cscaleTherelationshipwindPwwindupheightcanbeexpressedapproximatelyasthecurveofwindturbine’soutputsvs.windspeedasubsectioasformula(2).

COR哈尔滨理工大学学士学位论文CORwindspeed;Vwindspeed;Vratedwindspeed.．InfluenceofwindpowersystemsHighpenetrationofwindpowerpowersystemsfacesfundamentaltechnicallimitswithlarge-scalefarmstoofpowergenerationpowerpowervoltage,systemandinfrastructuretotheofhigh-capacity,dynamicstochasticwindpoweritthegirdinthefollowingwayhasbedetail:（1）ReactivePowerWindisakindofandstochasticpowerwillcomplicateBecausemanyfarmsbuiltfarawayfromloadincapturemorewindalwayssomeobstacleofwindSomeordistributionanelectricalover-loadedtheadditionalwindpowergenerationitshouldbetransmissionwillnotover-loadedBothandshouldbebegeneratednotonlyatbutnetwork,becompensated[6]

Tbabilisticforwindpowegeneration.modelisontheformula(1).constraintsareprobabilisticexpectedvaluesofparameters,suchandbecomputed.（2）Regulation.hasidentifieditspointatwhichgridbeSmallwindcanconnectatlo