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应用于城市电网的三种输电方式比较研究

应用于城市电网的三种输电方式比较研究

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作者：黄俊华北电力大学

学位级别：硕士

目前向大城市供电可以采用的地下输送方式有三种：高压交流电缆输电（HVAC）、传统高压直流输电（CSC-HVDC）和柔性直流输电（VSC-HVDC）方式。论文在对三种不同输电方式进行基本特性分析的基础上，在电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC上搭... 详细信息

目前向大城市供电可以采用的地下输送方式有三种：高压交流电缆输电（HVAC）、传统高压直流输电（CSC-HVDC）和柔性直流输电（VSC-HVDC）方式。论文在对三种不同输电方式进行基本特性分析的基础上，在电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC上搭建相关系统模型，从传输能力、对短路电流的影响、过电压与绝缘配合三个方面做了比较分析的研究。首先，从传输介质角度分析了交、直流电缆在传输能力上的不同表现;建立含受端交流系统过电压模块的CIGRE传统高压直流输电模型和21电平模块化多电平换流器高压直流输电（MMC-HVDC）模型，重点模拟研究了受端侧交流系统由于计划性合闸空载线路和自动重合闸而引起的暂态操作过电压情况下对其传输能力稳定性的影响;分析了传统直流输电方式中因受端交流系统过电压而引起逆变器换相失败的原因，同时推导出了过电压过程中逆变器关断角在各阶段变化的表达式。其次，在搭建了包含具体受端交流网络的MMC-HVDC模型的基础上，从交流系统强弱、控制方式变化、故障位置及类型不同三方面的因素考虑其给MMC对交流系统故障处短路电流的影响这一研究内容带来的影响。最后，提炼出传统高压直流输电方式与高压交流变电站在绝缘配合上的主要差别;归纳了典型的两组12脉动换流桥串联的传统直流换流站的绝缘配合方案;基于Trans BayCable工程提出了MMC-HVDC换流站过电压的分析步骤，分析了换流站交流侧、直流侧及换流站内部过电压产生的具体原因;统计了MMC-HVDC换流站过电压分布结果;提出了MMC-HVDC换流站绝缘配合的方案，介绍了方案中各个避雷器的保护功能并总结了作用于各避雷器上的主要事例;确定了换流站避雷器的参数和保护水平，结合适当的换流站设备绝缘裕度，得到了换流站设备的绝缘水平。

关键词：高压交流电缆输电传统高压直流输电柔性直流输电模块化多电平换流器传输能力短路电流过电压与绝缘配合

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