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直流输电系统稳态模型优化

【摘要】:直流输电系统的准稳态模型也是普遍采用的计算模型。图2.6稳态分析时交直流输电系统接口示意图图2.6中,T为换流变压器变比;Pd和Qd分别为注入交流系统的有功功率和无功功率。根据高压直流输电系统的稳态运行等值电路和交直流输电系统接口原理,高压直流输电系统的数学模型如下述方程所示:式中Ut——换流变压器交流母线电压有效值;γ——关断角;μ——换相角。

直流输电系统的准稳态模型也是普遍采用的计算模型。在这种模型中,多桥换流器各个桥臂之间相互影响忽略不计,换流器的角度限制是包含在直流控制当中的。换流器的特性仍然用直流量的平均值和交流基波分量的有效值来表示。

通常直流输电系统稳态模型基于如下基本假设:

(1)换流站交流母线上的电压是三相对称的正弦波,不含谐波

(2)换流器本身是对称运行的;

(3)直流线路上的电压和电流是平直的;

(4)换流变压器无损耗且励磁电抗可以忽略;

(5)换流阀具有理想的开关特性,其导通电阻为零,截止时电阻为无穷大

图2.5中r表示整流侧,i表示逆变侧;为换流变压器空载直流电压;Ud为直流线路电压;Id为直流电流;dx=3XT/π,XT为换流变压器的换相电抗,其存在是由于换相时从一个阀导通到另一个阀的导通过程中,阀电流不能突变造成的,因此在建模时用换流变压器漏抗代替;Rd为直流线路电阻;α、β分别为整流器触发角和逆变器的触发角。

图2.5 直流稳态运行等值电路

稳态分析时交直流输电系统接口示意图如图2.6所示。

图2.6 稳态分析时交直流输电系统接口示意图

图2.6中,T为换流变压器变比;Pd和Qd分别为注入交流系统的有功功率无功功率

根据高压直流输电系统的稳态运行等值电路和交直流输电系统接口原理,高压直流输电系统的数学模型如下述方程所示:

式中 Ut——换流变压器交流母线电压有效值;

γ——关断角;

μ——换相角。

注入功率的计算为近似公式:

上面用于确定功率因数角φ的方程是近似的,但它大大地简化了分析,并且给出了具有满意精度的结果。这个精度与在潮流分析中使用的迭代解技术产生的精度水平是一致的,对于需要更高精度的具体应用,可以使用直流侧与交流侧各量间的精确关系式。