1、高壓直流大功率調(diào)制策略,電氣工程 2013年12月XX日,等面積定則,調(diào)制策略,控制策略及EMTP的使用,1,2,4,直流電路,3,目錄,短路前暫態(tài)電抗，則正常運(yùn)行時(shí)的功率為：,式中，,等面積定則,發(fā)生短路時(shí)，在正常等值電路中的短路點(diǎn)接入短路附加電抗X，則運(yùn)行功率為：,等面積定則,發(fā)生短路時(shí)，在正常等值電路中的短路點(diǎn)接入短路附加電抗X，則運(yùn)行功率為：,等面積定則, ,等面積定則,比較， ， ， 的大小，,等面積定則,圖1,在正常運(yùn)行時(shí)，若原動(dòng)機(jī)輸入功率為PT=P0，發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)為a，則于此對應(yīng)的公交為0。 故障瞬間，發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)應(yīng)在故障時(shí)的功角特性PII。由于轉(zhuǎn)子具有慣性，功角不能突變，發(fā)

2、電機(jī)輸出的電磁功率應(yīng)由PII對應(yīng)于0的點(diǎn)b確定，設(shè)其值為P（ 0 ）。這時(shí)原動(dòng)機(jī)的功率PT仍保持不變，于是出現(xiàn)過剩功率P （ 0 ）=PT-Pe= P0-P（0）0,它是加速性的。 在加速性的過剩功率作用下，發(fā)電機(jī)獲得加速，是其相對加速度 ，于是功角開始增大。發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)將沿著 由b向c移動(dòng)。在變動(dòng)的過程中，隨著 的增大，發(fā)電機(jī)的電磁功率也增大，過剩功率則減小，但過剩功率是加速性的，所以， 不斷增大。,等面積定則,等面積定則,如果在功角為在 時(shí)，故障線路被切除（故障切除角），在切除瞬間，由于功角不能突變，發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)變轉(zhuǎn)移到 上對應(yīng)于 的點(diǎn)d。此時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率大于原動(dòng)機(jī)的功率，過剩功

3、率 ，變成減速度的了。在此過剩功率作用下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速開始降低，雖然相對速度 開始減小，但它仍大于0，因此功角繼續(xù)增大，工作點(diǎn)將沿著 由d向f變動(dòng)。發(fā)電機(jī)則一直受到減速作用而不斷減速。 如果到達(dá)f時(shí)，發(fā)電機(jī)恢復(fù)到同步速度，即 ，則功角抵達(dá)它的最大值 。 雖然此時(shí)發(fā)電機(jī)恢復(fù)了同步，但由于功率平衡尚未恢復(fù)，所以不能再點(diǎn)f確立同步運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)。發(fā)電機(jī)在減速性不平衡轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降而低于同步轉(zhuǎn)速度，相對速度改變符號，即 ，于是功角開始減小，發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)將沿 由點(diǎn)f向點(diǎn)d，s變動(dòng)。 以后的過程，在不計(jì)能量損失，工作點(diǎn)將沿 曲線在點(diǎn)f和點(diǎn)d之間來回變動(dòng)，于此相對應(yīng)，功角將在 和 之間變動(dòng)。考慮到過程

4、中的能量損失，振蕩將逐漸衰減，最后再點(diǎn)s上穩(wěn)定地運(yùn)行。,小結(jié)： A：在功角由 變到 的過程中，原動(dòng)機(jī)輸入的能量大于發(fā)電機(jī)輸出的能量，多余的能量將使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高并轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的動(dòng)能而存儲在轉(zhuǎn)子中， ， 。 B： 而當(dāng)功角由 變到 時(shí)，原動(dòng)機(jī)輸入的能量小于發(fā)電機(jī)輸出的能量，不足部分由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低而釋放的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電磁能來補(bǔ)充， ， 。 C： Sabce，形成的動(dòng)能量為 Sedfg，形成的動(dòng)能量為,A. Description of the contents,C. Description of the contents,等面積定則,當(dāng)滿足 條件時(shí)，動(dòng)能量增加為0。即短路后得到加速使其轉(zhuǎn)速高于同步速

5、的發(fā)電機(jī)重新恢復(fù)了同步。即， Sabce = Sedfg 即，在高壓直流輸電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，如何改變Sabce與Sedfg兩部分的面積，以便使系統(tǒng)快速恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。,調(diào)制策略,Description of the contents,控制高壓直流側(cè)的輸出功率,調(diào)制策略 -,-（1）,-(2),-(3),由式(3)可知,對于發(fā)電機(jī)來說，直流調(diào)制后相當(dāng)于電磁功率向上抬升了。將系統(tǒng)故障情況下的暫態(tài)穩(wěn)定性則可以用下面功角曲線解釋，圖2為故障后第一擺正擺階段: 由上面分析可知,故障后的加速面積a大于減速面積c,則系統(tǒng)第一搖擺失穩(wěn)。若故障后適時(shí)提高直流功率，調(diào)制量為， 如圖2所示，則等效減少原動(dòng)機(jī)的輸出

6、功率，從而減小加速面積A，同時(shí)增大減速面積B。相反地，在功角回?cái)[期間，適量減小，從而增加加速面積A，減小減速面積B，可以避免回?cái)[失穩(wěn)。因此，適當(dāng)?shù)恼{(diào)制有利于系統(tǒng)暫態(tài)的穩(wěn)定性。,調(diào)制策略 -,附加Pd后,調(diào)制策略 -,附加Pd后,圖2,Click to add Text Click to add Text,Click to add Text Click to add Text Click to add Text,“ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall deveoped by Guild Design Inc.”,直流電路

7、 -接線原理圖,-整流電路,直流電路,Text in here,Text in here,Text in here,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,-逆變器,直流電路,在原有直流主控制器的基礎(chǔ)上附加一個(gè)調(diào)制器，將輸入的兩端交流系統(tǒng)中異常信號經(jīng)過微分環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)、補(bǔ)償環(huán)節(jié)、濾波陷波環(huán)節(jié)、增益和限幅環(huán)節(jié)后輸出，作用到直流主控制器,獲得附加電流和功率，并加在整流側(cè)，從而改變直流線路的輸送功率。,控制策略及EMTP的使用,控制策略及EMTP的使用,電氣接線原理圖,控制策略及EMTP的使用,-仿真結(jié)果,由圖可知,調(diào)制前發(fā)電機(jī)SOUTH Gl的功角首擺達(dá)到51，但調(diào)制后功角首擺只有40下降了近11。 在調(diào)制過程中，直流大方式調(diào)制能夠反映系統(tǒng)暫態(tài)的輸入信號，而這個(gè)輸入信號就是變化的交流功率。在系統(tǒng)功角正擺時(shí)提高直流輸送功率，降低系統(tǒng)等效機(jī)械功率，使系統(tǒng)的加速面