[发明专利]一种高压直流三极输电系统仿真模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电系统仿真模型，尤其是涉及一种高压直流三极输电系统仿真模型。

背景技术

我国现阶段经济发展处于工业化、城市化进程，经济、能源电力需求增长很快，而且这个需求是刚性的，这就意味着未来的几年，电力需求将会持续高速增长，而输电一直是束缚电力发展的瓶颈之一。因此，需要通过经济有效的方法对现有输电网架结构进行改造，有效提高电网输送能力和电网资产利用效率。

为了响应我国的可持续发展战略，电力行业积极调整了能源结构，大力发展清洁能源。由于能源基地与负荷中心一般呈逆向分布，所以不可避免地要进行大规模远距离输电。又由于清洁能源本身的间歇性、随机性、可调度性低等特点，其大规模的接入对于电网的安全稳定性提出了新的挑战，而直流输电相比于交流输电具有一些无法取代的优势，如直流输电的输送容量不受同步运行稳定性的限制，用电缆输电时不受电缆线路的长度限制等，因此，直流输电已成为未来电网发展的方向，从长远来看，如今占支配地位的交流输电很可能会被直流输电所取代，所以交流输电终将面临改造的问题。

随着电网建设的发展，电网建设与土地资源之间的矛盾日益突出，尤其在人口密度高土地资源紧张的长三角地区，经济发达，电力需求庞大，同时土地资源有限，新的输电走廊和新的输电线路的获批越来越困难，给电网建设带来极大困难。因此，需要对常规交流输电线路实施改造，提升线路输送能力，缓解负荷中心地区输变电工程建设压力，提高电能的输送绩效。

高压直流三极(Tri-pole)输电的概念由M.Haeusler，G. Schlayer和G. fitterer于1997年首次提出于ABB评论(ABB Review)上，文章标题为“ConvertingAC Power Lines to DC for Higher Transmission Ratings”。

高压直流三极输电技术是利用直流输电线路电流调制技术，采用三极输电方式，把现有的交流输电线路转化为直流三极输电线路的技术。对现有交流输电线路改造成高压直流三极输电线路后，仍然使用原有的输电线路及绝缘设备，系统的输电容量将提高大约1.5～2倍；而在系统安全稳定运行的性能方面，交流输电系统改造为直流输电系统，系统短路容量降低，且三极直流的灵活运行方式对其某一极发生故障的耐受能力比较大，且作为直流系统，其快速可控性等优点也将大大提升系统性能。可见，高压直流三极输电技术不仅提升了系统性能，具有技术优势，同时也节省投资，带来了经济效益。

目前高压三极直流输电技术还处在理论研究阶段，美国EPRI和国际大电网组织CIGRE都开展了相关研究工作，但尚无实际工程实施。如何利用高压三极直流输电技术，经济有效的对交流输电网架结构进行改造，将现有的交流线路改造成直流输电线路，充分利用现有的线路走廊，提升线路输送能力，对于解决电网建设与新能源接入，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高压直流三极输电系统仿真模型。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高压直流三极输电系统仿真模型，其特征在于，包括相互连接的主电路模块和控制模块，所述的主电路模块包括三相交流电源、三相变压器、换流器模块和直流线路，所述的变流器模块包括整流器和逆变器，所述的三相交流电源通过三相变压器与整流器连接，所述的整流器通过直流线路与逆变器连接，所述的逆变器通过三相变压器输出，所述的控制模块分别与整流器和逆变器连接。

所述的整流器和逆变器均包括8个6脉动换流器构成，其中每2个6脉动换流器构成1个12脉动换流器，极1和极2均由1个12脉动换流器构成，极3由2个12脉动换流器反并联构成。

所述的6脉动换流器设有分别与控制模块连接的AO端、KB端、AM端、GM端和ComBus端，其中AO端为触发角α的输入端，KB端为闭锁/解锁的控制信号输入端，AM端为触发角α的测量值输出端，GM端为关断角β的测量值输出端，ComBus端用于输入信号给内部锁相振荡器。

所述的KB＝0：闭锁所有触发角脉冲；

KB＝1：解锁，正常触发；

KB＝-1～-6：闭锁某一个对应序号的阀；

KB＝-7：闭锁并且形成旁通对。

所述的三相变压器采用三相三绕组变压器，其中第1和第2绕组为y型，第3绕组为Δ型，所述的第1绕组与极1连接，所述的第2绕组与极2连接，所述的第3绕组与极3连接。