基于Matlab的直流輸電系統(tǒng)的建模與仿真摘要：利用MATLAB軟件包下的Simulink對某高壓直流輸電系統(tǒng)進行建模，并在此模型基礎上進行了動態(tài)仿真，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性，同時對系統(tǒng)中的幾種常見故障進行了仿真。仿真結(jié)果與實際現(xiàn)象相同，為今后對HVDC系統(tǒng)進行辨識、控制和故障診斷提供了支持。關(guān)鍵詞：HVDC，MATLAB一、引言 與交流輸電相比，高壓直流輸電(HVDC)具有線路輸送容量大、造價低、損耗小、電力系統(tǒng)間的非同步聯(lián)網(wǎng)能力強等優(yōu)點，而且，直流輸電不存在交流輸電的穩(wěn)定問題，有利于遠距離大容量送電。 自從20世紀80年代末以來，中國高壓直流輸電技術(shù)的研究和發(fā)展取得了突飛猛進的提高，目前已投運10個直流輸電工程,包括舟山、葛南、天廣、三常等工程。為實現(xiàn)“西電東送”的戰(zhàn)略規(guī)劃，中國正在積極推進包括±660kV、±800kV、±1000kV特高壓HVDC工程的建設。近期中國規(guī)劃發(fā)展的HVDC工程主要包括內(nèi)蒙及陜甘寧地區(qū)的煤電通過高壓直流或特高壓直流向京津塘、山東等地輸電，四川水電向華東、華中地區(qū)特高壓直流輸電等。 在此背景下，研究HVDC的結(jié)構(gòu)、運行原理及控制方法，對HVDC進行建模與仿真，分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性等顯得非常重要。本文利用Matlab中的Simulink對HVDC進行建模，并在此模型基礎上進行了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、直流線路故障、逆變器交流側(cè)a相接地故障及a、b兩相接地故障仿真，得出相應的仿真波形，驗證了HVDC模型的有效性。二、HVDC的基本結(jié)構(gòu)與工作原理HVDC的基本工作原理如圖2.1所示，簡單的HVDC輸電系統(tǒng)包括兩個換流站、直流輸電線路以及兩端的交流系統(tǒng)。換流站1運行于整流狀態(tài)，將交流系統(tǒng)1輸送來的三相交流電整流成直流電，通過直流輸電線路傳送到換流站2，換流站2工作于逆變狀態(tài)，將直流電逆變成三相交流電。圖2.1HVDC的基本工作原理換流站是HVDC的核心設備。換流站的主要設備如圖2.2所示：圖2.2換流站主接線圖2.2中主要設備如下：換流變壓器把交流系統(tǒng)電壓變?yōu)閾Q流橋所需的交流電壓。換流橋(閥橋)ac→dc或dc→ac的變流設備。直流(平波)電抗器減少直流電壓及電流的波動，受擾時抑制直流電流上升速度。直流濾波器組直流側(cè)濾波用，單橋時為6n次諧波，雙橋時為12n次諧波(n=1,2,…)。交流濾波器組交流側(cè)濾波用，一般單橋時為6n±1次諧波，如5，7，11，13次及高周；雙橋時為12n±1次諧波，如11，13次及高周。無功補償設備提供直流系統(tǒng)運行所需的無功功率，并作電壓調(diào)節(jié)用?？刹捎秒娙萜鹘M、調(diào)相機或靜止無功補償器(SVC)。三、HVDC仿真模型 圖3中，500KV、5000MVA、50HZ的交流輸電系統(tǒng)通過1000MW的直流輸電線路與345KV、10000MVA、50HZ的交流輸電系統(tǒng)相連。兩個交流輸電系統(tǒng)的相4.3逆變側(cè)a相接地故障 取消直流側(cè)斷路器動作，使逆變側(cè)斷路器在0.7s時導通，0.8s時斷開，接地時間為0.1s。逆變側(cè)的相關(guān)波形如圖4.4所示。圖4.3分析如下：故障導致直流電壓和直流電流出現(xiàn)了振蕩，故障開始時，逆變器兩個閥進行換相時，因預計關(guān)斷的閥關(guān)斷后，在反向電壓期間未能恢復阻斷能力，當加在該閥上的電壓為正時，又重新導通，即出現(xiàn)了換相失敗現(xiàn)象，直流電流激增到2pu。t=0.8s時清除故障，逆變側(cè)保護模塊將參考電流調(diào)節(jié)到0.3pu，經(jīng)0.35s后系統(tǒng)恢復正常。圖4.4逆變側(cè)相關(guān)波形五、結(jié)論 利用MATLAB的PSB及其它工具