Описание

1 000 МВт (500 кВ, 2 кА) соединение DC используется, чтобы передать степень от 500 кВ, 5000 MVA, сеть на 60 Гц к 345 кВ, 10 000 MVA, сеть на 50 Гц.

Выпрямитель и инвертор являются конвертерами с 12 импульсами с помощью двух мостов с 6 импульсными тиристорами, соединенных последовательно. Выпрямитель и инвертор соединяются через 300-километровую линию распределенного параметра и два 0.5 H сглаживание реакторов. Преобразователи касания трансформатора не симулированы и зафиксировали касания, приняты. Откройте два блока трансформатора в подсистемах Выпрямителя и Инвертора, чтобы видеть факторы, примененные на первичное напряжение: 0.90 на стороне выпрямителя и 0.96 на стороне инвертора. Реактивная мощность, требуемая конвертерами, обеспечивается набором батарей конденсаторов плюс 11-е, 13-е и фильтры высоких частот для в общей сложности 600 Mvar на каждой стороне. Два выключателя используются, чтобы применить отказы на сторону AC инвертора и сторону DC выпрямителя.

Функции Защиты DC реализованы в каждом конвертере. В выпрямителе защита отказа DC обнаружит и обеспечит угол задержки в область инвертора так, чтобы погасить текущий отказ. В инверторе коммутационное управление предотвращением отказа будет обнаруживать отказы AC и уменьшать максимальный угловой предел задержки для того, чтобы уменьшить риск коммутационного отказа. Низкие блоки обнаружения напряжения переменного тока заблокируют защиту отказа DC, когда понижение напряжения переменного тока будет обнаружено. Основной Блок управления инициирует запуск и остановку конвертеров, а также сползание вверх и вниз текущих ссылок. Энергосистема и система управления оба дискретизируются для шага расчета Ts=50 нас. Заметьте, что "Инициализация модели" функция модели автоматически устанавливает Ts = 50e-6 в вашей рабочей области MATLAB®. Описание систем управления предоставлено в Системном Тематическом исследовании Передачи HVDC Руководства пользователя.

Симуляция

Система запрограммирована, чтобы запустить и достигнуть устойчивого состояния. Затем шаги применяются на ссылочный ток выпрямителя и на напряжении ссылки инвертора для того, чтобы наблюдать динамический ответ регуляторов. Наконец, последовательность остановки инициируется, чтобы снизить мощность постоянного тока прежде, чем блокировать конвертеры. Запустите симуляцию. Откройте ВЫПРЯМИТЕЛЬ и осциллографы INVERTER (в подсистеме Сбора данных) и наблюдайте линейное напряжение DC относительно трассировки 1 (1pu = 500 кВ) и текущая линия DC (ссылочные и измеренные значения) на трассировке 2 (1pu = 2 кА).

Запуститесь и остановитесь

В Основном Управлении конвертеры разблокированы и запущены путем сползания выпрямителя и текущей ссылки инвертора. В t = 0,02 с (i.e. когда конвертеры в разблокированном), ссылочный ток сползается, чтобы достигнуть минимального значения 0.1 pu в 0,3 с (0.33 pu/s). В конце этого первого пандуса (t = 0,32 с) линия DC заряжена при ее номинальном напряжении, и напряжение постоянного тока достигает установившийся. В t = 0,4 с, ссылочный ток сползается от 0.1 pu до 1 pu (2 кА) в 0,18 с (5 pu/s). В конце этой стартовой последовательности (t=0.58 s), постоянный ток достигает устойчивого состояния. ВЫПРЯМИТЕЛЬ затем управляет током, и INVERTER управляет напряжением. В установившемся альфа-углы увольнения (прослеживают 3) являются 16,5 градусами и 143 градусами соответственно на сторонах INVERTER и ВЫПРЯМИТЕЛЕ. Угловая гамма исчезновения (минимальное значение) измерена в INVERTER и показана в трассировке 4. В установившемся минимальное значение между 22 и 24 градусами. Режим управления операции (целое число между от 0 до 6) показывают в трассировке 4 (0 = блокированный; 1=Current управление; 2=Voltage управление; 3=Alpha минимальное ограничение; 4=Alpha максимальное ограничение; 5=Forced или постоянная альфа; 6=Gamma управление). В t = 1,4 с последовательность Остановки инициируется путем сползания вниз тока к 0.1 pu. В t = 1,6 с Принудительная альфа в Выпрямителе гасит ток, и в Инверторе Принудительная альфа снижает напряжение постоянного тока. В t = 1,7 с импульсы блокируются в обоих конвертерах.

Переходной процесс текущих и регуляторов напряжения

Проверьте в Основном Управлении, что переключатель "Enable Ref. Current Step" находится в верхнем положении. Этот переключатель используется, чтобы применить шаг на ссылочное напряжение. Также проверьте, что ссылочный шаг напряжения включен в Управлении Инвертором. В t=0.7 s,-0.2 шага pu сначала применяются на ссылочный ток (уменьшение от 1 pu до 0.8 pu) и в t=0.8 s, ссылочный ток сбрасывается к его 1 pu исходному value.The току, стабилизировался приблизительно за 0,1 секунды. Шаги также применяются на ссылочное напряжение инвертора (-0.1 pu / +0.1 pu в t=1.0 s / 1,1 с).

Повреждение линии DC в выпрямителе

Деактивируйте шаги, примененные на текущую ссылку и на ссылку напряжения в Основном Управлении и в управлении инвертором соответственно путем установки переключателей в более низком положении. В блоке DC Fault превратитесь на 1 100 коэффициентов умножения за Время переключения так, чтобы отказ был теперь применен в t = 0,7 с. Уменьшайте время остановки Симуляции с 2 до 1,4 с. Защита Отказа DC (DCPROT) в выпрямителе активируется по умолчанию. Откройте осциллограф ОТКАЗА, чтобы наблюдать текущий отказ DC. Перезапустите симуляцию.

В приложении отказа постоянный ток быстро увеличивается до 2.3 pu, и напряжение постоянного тока падает на нуль в выпрямителе. Это отбрасывание напряжений постоянного тока замечено Зависимым напряжения текущим ограничителем порядка (VDCOL), который уменьшает ссылочный ток до 0.3 pu в выпрямителе. Постоянный ток все еще продолжает циркулировать в отказе. Затем в t = 0,77 с, альфа-угол увольнения выпрямителя обеспечен до 166 градусов защитой DC, потому что отбрасывание напряжения постоянного тока обнаруживается (VdL <0.5 pu больше чем для 70 мс). Выпрямитель теперь действует в режиме инвертора. Линейное напряжение DC становится отрицательным, и энергия, сохраненная в линии, возвращена в сеть AC, вызвав быстрое исчезновение отказа, текущего при его следующем пересечении нулем. Затем альфа выпущена в t =, 0,87 с и нормальное напряжение постоянного тока и текущий восстанавливаются приблизительно в 0,4 с.

Линия переменного тока к замыканию на землю в инверторе

В блоке DC Fault измените коэффициент умножения 1 за Время переключения к 100, так, чтобы отказ DC был теперь устранен. В блоке A-G Fault превратитесь на 1 100 коэффициентов умножения за Время переключения так, чтобы 6 линий к замыканию на землю циклов были теперь применены в t = 0,7 с. Низкое обнаружение напряжения переменного тока (LACVD) подсистема в выпрямителе и мерах защиты инвертора и Коммутационном Управлении Предотвращением Отказа (ЦФПРЕВ) в защите инвертора активируется по умолчанию. Перезапустите симуляцию.

Заметьте колебания на 120 Гц в напряжении постоянного тока и токах во время отказа. Когда отказ очищен в t = 0,8 с, VDCOL управляет и уменьшает ссылочный ток до 0.3 pu. Система восстанавливается приблизительно в 0,35 с после очистки отказа. LACVD обнаруживает отказ и блокирует защиту Отказа DC, которая не должна обнаруживать отказ DC, даже если линейное напряжение DC опускается. Посмотрите выходной (A_min_I) ЦФПРЕВА, который уменьшает максимальный угловой предел задержки для того, чтобы увеличить коммутационное поле в течение и после отказа. Теперь деактивируйте защиту ЦФПРЕВА путем отмены выбора "состояния ON" в диалоговом окне ЦФПРЕВА. Перезапустите симуляцию и наблюдайте различие во время восстановления передачи DC. Обратите внимание на то, что коммутационный отказ теперь происходит во время восстановления. Коммутационный отказ является результатом отказа входящего клапана принять постоянный ток, прежде чем коммутационное напряжение инвертирует свою полярность. Признаки являются нулевым напряжением постоянного тока через затронутый мост, вызывающий увеличение постоянного тока на уровне, определенном в основном индуктивностью схемы DC.