高压直流输电系统的稳定性

高压直流输电系统的稳定性

摘要 维持高压电的直流系统稳定是一个常规的问题，也就是要掌握HVDC设计和制造的核心技术，这些技术都是明确有知识产权的，因此，对于实现国产化来说，要维持高压直流输电的稳定就要开展下面几种讨论。

关键词 高压直流；输电系统；稳定性

可靠的运行是能够保证高压电输电系统稳定的一项基础。也就是说直流偏磁会被引起，且有着比较大的影响。HVDC可能会受到各种电力系统的影响。包括信号的干扰等。因此，系统的运行是需要理想的环境才能够实现的。HVDC系统稳定被破坏的严重后果将会在立足于交直流系统的相互作用关系上被阐述，以系统的稳定性为目标，重点研究了以下问题：

1）逆变器正斜率伏安，解决整流器和逆变器伏安特性多个交点的问题为特性对HVDC稳定性的影响工程上使用逆变器正斜率伏安的本意，因此，如果信号的干扰程度比较小，并不是很大，就能够让系统的稳定性实现无条件的满足，因此，这样就不要再对控制系统等参数进行过多的要求；

2）HVDC的稳定性及小信号模型，将HVDC的常见模式在准稳态前提下进行交流器的控制，能够推导出相关的小信号变动情况，能够建立相关的小信号状态的方程，对于干扰系统的稳定性有一定的保护措施，与此同时，对于控制系统的参数能够进行一定的分析并得到结论；

3）谐波与HVDC换流器阻抗频率特性不稳定，直流工程的锁闭往往就是因为谐波的不稳定造成的，因此，阻抗频率特性能够对这种情况进行分析和解决，能够从实际的的换流器工作过程出发，将各种的方程和函数理论运用到之中，并采用一定的计算方法，将端口的特征改变，并且能够将阻抗的频率特性提高。这种方法可以作为一种经验进行延续，从而引申到电路的系统研究中，用于交直流系统的谐波不稳定分析，仿真结果也证明行之有效；

4）交流系统单相接的故障对HVDC的影响分析，交流系统在出现故障的时候往往会影响到整个的系统稳定性。因此，要将常见的故障进行分析，比如单相接的情况。非特征性谐波的解决问题需要具体的函数来进行参考。能够让特定的函数来解决不对称的运行情况，这样就可成为一种解决特殊问题的有效手段。并且，可用于直流谐波保护定值校验的辅助手段；

5）接地电阻配置抑制变压器直流偏磁的方法，换流母线因谐波引起的畸形会导致HVDC的运行系统恶化。这样就不能够保证系统的稳定性。对于直流偏磁的问题，不能够进行及时的解决，因此，全网中可以使用变压器中性点接地法来控制电流不超标。这样，基于伴随网络的灵敏度分析，就能够提出更恰当的、优化电阻配置的相关方法。因此，要将直流电流进行抑制和控制，从而完善中性点的直流电流，彻底解决电网中普遍存在的直流偏磁问题。

直流工程现在的容量也是越来越大，因此，在电力系统中，就出现了更广泛的应用领域，这种重要性也在日益不断突出，要有着明确的规划才能够解决实际的问题。因此，各种攻角问题都需要被妥善解决，对于整个的系统来说有着至关重要的影响。前提为HVDC闭锁退出这种情况，应该尽量保持系统的稳定性，能够将所谓的锁闭情况尽可能减小，这样能够最大限度的将HVDC的有效性能发挥，而且可以减小对交流系统的影响。基于这种考虑，本文以HVDC系统的稳定性为目标，立足于交、直流系统的相互作用关系，重点研究以下问题：

1）逆变器正斜率伏安特性对HVDC稳定性的影响 逆变器的正斜率伏安特性在工程上经常被采用，因此，要能够维持稳定的运转才能保证工程的实施顺利，这样就要求小信号模型能够被建立。因此，我们可以采取多个视角对于系统稳定性做一定的分析。

2）HVDC小信号模型及稳定性分析 对于小信号的模型来说，往往要求控制方程能够在工作中线性化，这样才能够更加直观的获取到小信号的模型。HVDC换流器的常见控制模式，能够根据常规的经验来控制小信号的方程状态，这样就能够将稳定性进一步确认。让系统的小干扰稳定性，分析控制系统参数对HVDC系统稳定性的影响。

3）HVDC换流器阻抗频率特性与谐波不稳定

锁闭的情况很多时候都是由于谐波的不稳定造成的，因此，要能够使HVDC系统最大化被利用就要将谐波的稳定性处理好，因此，要从换流器的角度出发着手分析，经过常规的函数和方程的推导得到抗频率的相关特征和方法。这样的话，运用在谐波之中，就能够增加系统的稳定。

4）交流系统单相接地故障对HvDC的影响分析

HVDC的运行稳定性将会由于系统的交流单接故障而发生改变。因此，相关的锁闭系统就会出现故障，单相接地的故障会影响到换流器的动态行为和正常的运行模式，因此，谐波的特征也就会受到影响，进一步给系统的稳定性带来了干扰，对于非特征谐波来说，大多由于对称性问题产生的，提出改进的开关函数法，并进一步提出谐波计算的等值电路。

5）抑制变压器直流偏磁的接地电阻配置方法

系统的谐波增大往往是直流偏磁引起的，这样会导致母线的恶化，对于HVDC的运行环境产生极大的影响。谐波的不稳定就会导致系统的紊乱，因此需要解决直流偏磁的问题，以便于能够让中性点接地电流均不超标为目标，和灵敏度有着一定的关系，提出分析之后，能够化配置方法，并以直流偏磁比较严重的南方电网进行仿真分析和验证。

通过整流器将交流电变换为直流电形式，再通过逆变器将直流电变换为交流电，从而实现电能传输和电网互联是高压直流输电（HVDC）的基本原理。现在我国在这些方面有了一定的经验，因此能够具备广泛的设计理念，将咨询和研究进一步拓展，完善整个系统的优化，将自己的知识产权能够进一步确立，拥有核心的技术，这样才能够在竞争中加强自身的优势，不断发展当前我国直流输电领域面临的重要任务。

参考文献

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