Описание

Соединение постоянного тока 500 МВт (250 кВ, 2 кА) используется для передачи мощности от сети переменного тока 315 кВ, 5000 МВА. Сеть моделируется демпфированным эквивалентом LLR (угол импеданса 80 градусов при частоте 60 Гц и 3-й гармонике). Трансформатор преобразователя и выпрямитель моделируются соответственно с помощью блоков Universal Transformer и Universal Bridge. Преобразователь представляет собой 6-импульсный выпрямитель. Он подключен к распределенной параметрической линии протяженностью 300 км через сглаживающий реактор 0,5 H LsR. Инвертор моделируется простым источником постоянного напряжения последовательно с диодом (для форсирования однонаправленной проводимости) и сглаживающим реактором LsI. Реактивная мощность, требуемая преобразователем, обеспечивается набором фильтров (C-банк плюс 5-й, 7-й и высокий фильтры; итого 320 Мвар). Откройте подсистему фильтра переменного тока для просмотра топологии фильтра. Автоматический выключатель облегчает возникновение неисправности линии постоянного тока на стороне выпрямителя.

Напряжения, посылаемые в систему синхронизации, фильтруются полосовыми фильтрами второго порядка. Вся система управления дискретизирована (время выборки = 1/360/64 = 43,4 мкс).

Ток линии постоянного тока на выходе выпрямителя сравнивается с эталоном. Регулятор PI пытается поддерживать ошибку на нулевом уровне и выдает альфа-угол зажигания, требуемый блоком синхронизации. Входы 3 и 4 регулятора тока позволяют обойти действие регулятора и наложить альфа-угол стрельбы.

Моделирование

Обратите внимание, что система дискретизирована (время выборки 1/360/64 = 43,4 нас). Установка, время выборки в ноль, изменится на непрерывную интеграцию для энергосистемы.

Система запрограммирована на запуск и достижение устойчивого состояния. Затем на реперный ток прикладывают шаг для наблюдения динамического отклика регулятора. Наконец, на линии возникает отказ постоянного тока.

Запустите моделирование и просмотрите следующие события на Scope1:

0 < t < 0,3 с

Трасса 1 показывает опорный ток (пурпурный) и измеренный ток Id (желтый). Опорный ток устанавливается равным 0,5 pu (1 кА). Постоянный ток начинается с нуля и достигает установившегося состояния в 0,1 с. След 2 показывает альфа-угол возбуждения, необходимый для получения 0,5 pu тока (30 градусов).

0,3 < t < 0,5 с

При t = 0,3 с опорный ток увеличивается с 0,5 pu (1 кА) до номинального тока 1 pu (2 кА). Регулятор тока реагирует приблизительно за 0,1 с (6 циклов). Альфа-угол уменьшается от 30 градусов до 15 градусов.

0,5 < t < 0,55 с

При t = 0,5 с на линии возникает отказ постоянного тока. Ток отказа (трасса 3) увеличивается до 5 кА, а ток Id увеличивается до 2 пу (4 кА) в 10 мс. Тогда быстрое действие регулятора понижает ток обратно до своего опорного значения 1 пу.

0,55 < t < 0,57 с

При t = 0.55 с альфа-угол вынужден системой защиты (не моделируемой) достигать 165 градусов при высоком Forced_alpha входе регулятора тока (1). Выпрямитель, таким образом, переходит в инверторный режим и посылает энергию, накопленную в линии, обратно в сеть 345 кВ. В результате дуговой ток, создающий неисправность, быстро уменьшается. Устранение неисправности происходит при t = 0,555 с при достижении пересечения нулевого тока неисправности.

0,57 < t < 0,8 с

При t = 0,57 с регулятор освобождается и снова начинает регулировать постоянный ток. Установившийся ток 1 pu достигается при t = 0,75 с.

Частотный анализ напряжений и токов переменного и постоянного тока

Для обеспечения возможности дальнейшей обработки сигналов сигналы, отображаемые на Scope2, были сохранены в переменной с именем «psbvdc _ str» (структура со временем). Этими сигналами являются: напряжения переменного тока (вход 1), токи переменного тока (вход 2) и напряжения постоянного тока на выпрямителе и линейной стороне сглаживающего реактора (вход 3).

Откройте Powergui и выберите «Анализ БПФ». В окне БПФ выберите структуру «psbhvdc _ str». FFT 0-2000 Гц будет выполняться в 2-цикличном окне, начиная с t = 0,8-2/60 (последние 2 цикла записи). Выберите ввод «Iabc». По умолчанию выбрана фаза тока (сигнал номер 1). Нажмите кнопку «Display» и проверьте частотный спектр переменного тока. Гармонические токи (порядок 6n +/-1, n = 1,2,3,... для 6-импульсного преобразователя) отображаются в% от фундаментальной составляющей. При анализе напряжения переменного тока (на входе Vabc) следует заметить, что самые высокие гармоники, генерируемые преобразователем (5-й и 7-й), отфильтровываются двумя фильтрами, настроенными на 5-й и 7-й гармоники. Наконец, выберите вход с меткой «Vd VdL (pu)», а затем введите 1 или 2. Вы получите гармоническое содержание (порядок 6n) постоянного напряжения Vd (выпрямительная сторона) или VdL (линейная сторона), выраженное в% от постоянной составляющей.