俞鹤 李佼洁 王江涛 程乐 杨森林 卢承领 杨旭 韩文晨
皖西学院电气与光电工程学院，安徽省 六安市 237012
摘要: 本设计分析了直流高压输电的背景，对单极HVDC结构进行了分析，并对它的组成进行了分析，并进行了建模以及数据采集，最终对高压直流输电的优势进行了总结。
关键词： 直流输电，HVDC，仿真
1.前言
我国的电网正处在快发展的时期，现阶段正在建设覆盖全中国的电网。由于我国能源分布的问题，在近些年来，咱们国家利用高压进行直流输电已经取得的很大的进步。这些成绩另全世界都感觉到很是惊叹啊。使用高压进行直流输电更是有着很大的输电优势。优势还是很明显的，但困难还是存在的。而与此同时，利用高压进行直流输电技术也带了一些科学技术上的难以解决的问题。科学技术能以满足其对这一块的需求。通过建立模型来了解学习。HVDC的稳态特性和相较于交流输电系统的优点。并对他经常出现的故障进行仿真。通过得到与之相关的仿真图片，来予以检测模型的有效性。
2.直流高压的结构和原理
直流高压输电单极系统的构造如图1所示，一般情况下是使用非正极性的导线，地面或是水为其提供回路。但是考虑到成本，一般会使用这种系统，对电缆传输来说尤其如此。同时，单季系统也是建立双极系统的基础。有时候遇到地面的电阻率太高的时候，或无法对地下的金属结构造成干扰时，我们可以使用金属环回路来代替接地回路，处于低压的状态是由金属性回路的导体所形成的。
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图1 单极HVDC联络线
换流站是HVDC输电系统的重要组成成份，在这里，我们就开始介绍基于晶闸管换流站的基本结构，如图2。它主要有一下几个方面构成。(1)换流变压器：它是由晶闸管构成，用于逆变或者是整流。(2)换流器C1、C2：它是交流系统电压整流桥，将变频器输出的电压为所需电压为交流系统。（3）滤波器：直流侧滤波器是一个正常的情况下按装在直流线路两端，基本上是用可以用的用有源滤波器广拼消除谐波。（4）平波电抗器：平波电抗器它的功能是当它遇到干预时可以对抑制直流电流的上升速度起到重要的作用，于此差不多的时间也可以降低直流电压、电流的变化情况。（5）无功补偿装置：无功补偿装置和整流装置的工作必须从系统吸收大量的无功功率，吸收在稳定状态下的无功功率应该差不多为50%。
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图2 基于晶闸管换流站的基本结构
3.直流高压输电系统仿真
3.1 模型搭建
在图3的HVDC仿真模型中，我们可以通过1000MW(500kv,2kA)直流输电线路从一个500kV，5000MV.A、50Hz的电力系统EM向另一个345kV、10000MV·A、50Hz的电力系统EN输送电力。直流输电线路参数如下：线路电阻R=0.015Ω/km；线路电感L=0.972mH/km；线路电容C=14.4nF/km;线路长度300km。线路电阻R=26.07Ω；线路电感L=48.86mH;线路电阻R=6.205Ω；线路电感L=13.96mH;平波电抗器的电感L=0.5H。
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图3 HDVC仿真模型
3.2结果分析
先进入主控制系统，我们要将参考电流设置为保持不变，从而得以进入逆变器控制和它们的保护子系统。然后我们要把参考电压设置为恒定不变。接下来我们就可以打开直流侧并联的断路器模块，此时我们可以设置开关的动作时间，从而使路断器在0.75s时接通，在0.8s时自动断开。我们要把仿真时间设置为1.4s。当仿真开始时，我们要小心观看整流器、逆变器和障碍出相关波形。当直流一侧的线路电压变成了负值得时候，存储在直流线路中的能量则会向交流系统运输转变，从而则会致使障碍电流在过了零点的时候会迅速的消失。然而当t=0.87s时，我们可以去掉触发拖延角的规定值，而我们定下的直流电压和电流
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图4 仿真结果
4.结语
相比较交流输电，直流高压输电具有节约电缆成本，直流输电只要2根导线，比交流输电少一根导线。稳定性比交流输电要好，它不存在感抗、电容、相位移和电压波动的毛病。直流输电线路电压调整效果优于交流输电电压调节的作用，因为它不存在电感，在相同的送段电压和负载转移到相同的地方，由直流输电电压消耗等优点，具有广阔的应用前景。
参考文献：
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