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浅析变电站交直流系统的工作原理摘要：电力作为最基础的资源如今已成为我们必不可少的生活资源，而作为电力系统中最重要的组成部分之一变电站的稳定、可靠运行是保障客户安全用电的关键所在，变电站交直流系统作为变电站中不可或缺的重要系统它是变电站安全、稳定运行的重要保障之一，所以，只有变电站运行人员熟悉掌握其原理以及运维要求才能更好的维护好变电站交直流系统。
本文通过对某35kV变电站交直流系统的浅析，希望能够对变电站运维人员提供一定的帮助。
关键词：变电站交直流系统、工作原理、运维要求1、变电站交直流系统的主要组成部分1.1、变电站交流系统变电站交流系统主要给主变冷却系统、消防系统、交流不间断电源（UPS）、隔离开关操作电源、蓄电池充电机电源、照明、生活用电、检修试验电源等提供电源支持，以35kV拥有两台站用变的某变电站交流系统为例。
其原理图如图-1所示：图-1某35kV变电站交流系统原理图由上图可知，其主要构成部分为:供电线路及供电母线、熔断器、站用变压器、电流互感器、断路器、低压开关以及0.4kV母线等。
变电站交流系统在变电站中的作用是无可替代的，它为变电站的稳定运行提供了可靠的安全保障。
系统中各部分的主要作用如下：（1）供电线路及供电母线：10kV某出线、35kVⅡ段母线为交流系统提供两路可靠的电源。
（2）熔断器：熔断器在交流系统中主要起到保护作用。
当系统内发生故障产生的电流超过熔断器自身的额定工作电流后熔断器熔断对整个交流系统起到保护的作用。
（3）站用变压器：站用变压器主要是转换电压的作用，在此交流系统中将10kV、35kV高电压转换成0.4kV的低电压。
（4）电流互感器：电流互感器采集低压侧电流，对系统进行电流监测，当出线异常电流是发送相关的信号，为保护交流系统稳定运行提供保障。
（5）断路器：开断、关合、承载电流，进行日常停送电操作。
（6）低压开关：低压侧停送电操作。
（7）0.4kV母线：为低压侧负荷提供电源。
MMC型柔性直流输电系统建模、安全稳定分析与故障穿越策略研究1. 本文概述随着全球能源需求的不断增长和电网规模的扩大，柔性直流输电技术（MMCHVDC）因其高效率、高可控性和良好的故障穿越能力而成为现代电网的重要组成部分。
本文旨在深入探讨MMC型柔性直流输电系统的建模方法、安全稳定特性分析以及故障穿越策略，以期为实际工程应用提供理论支持和策略指导。
本文将详细阐述MMCHVDC系统的基本原理和结构特点，为后续建模和分析奠定基础。
本文将重点探讨MMCHVDC系统的数学建模方法，包括其交流侧和直流侧的动态模型，以及控制器的设计。
这部分内容将采用现代控制理论，结合仿真软件进行模型验证，确保模型的准确性和实用性。
在安全稳定分析部分，本文将基于所建立的模型，分析MMCHVDC 系统在各种运行条件下的稳定性，包括正常运行、负载变化和故障情况。
特别地，本文将重点研究系统在直流侧和交流侧故障时的响应特性，以及这些故障对系统稳定性的影响。
本文将提出一套完整的故障穿越策略，以增强MMCHVDC系统在电网故障时的鲁棒性和稳定性。
这些策略将涵盖故障检测、故障隔离、系统恢复等多个方面，旨在确保系统能够在各种故障情况下保持稳定运行，最大限度地减少故障对电网的影响。
总体而言，本文的研究成果将为MMC型柔性直流输电系统的设计、运行和控制提供重要的理论参考和实践指导，有助于推动该技术在智能电网和可再生能源领域的广泛应用。
2. 型柔性直流输电系统概述MMC（Modular Multilevel Converter）型柔性直流输电系统，作为一种新型的电力电子输电技术，以其独特的模块化设计和优越的电力调节能力，近年来在高压直流输电（HVDC）领域受到了广泛关注。
该系统主要由多个子模块组成，每个子模块包含一个绝缘栅双极晶体管（IGBT）和反并二极管，以及相应的电容器。
通过控制IGBT的开关状态，可以实现对电压的精确控制，从而实现有功和无功的独立控制。
电力系统静态稳定性分析摘要近几年，电力系统的规模日益增大，系统的稳定问题越来越严重地威胁着电网的安全稳定运行，对电力系统的静态稳定分析也成为一个十分重要的问题。
为提高和保证电力系统的稳定运行，本文主要阐述了电力系统静态稳定性的基本概念，对小干扰法的基本原理做了研究，并利用小干扰法对简单的单机电力系统进行了简要的分析。
且为了理解调节励磁对电力系统稳定性的影响，本文做了简要要研究，并以单机系统为实例，进行了简单地分析。
本文通过搜集相关资料，整理了保证和提高电力系统静态稳定性的措施。
关键词：电力系统，静态稳定，小干扰分析法 ,励磁调节ABSTRACTIn recent years, the scale of power system is increasing,so system stability problem is increasingly serious threat to the safe and stable operation of power grid,and power system static stability analysis has become a very important problem.In order to improve and ensure the stable operation of electric power system, this paper mainly expounds the basic concept of the static stability of power system,using the small disturbance method basic principle to do the research, and the use of small disturbance method for simple stand-alone power system undertook brief analysis. And in order to understand the regulation of excitation effects on the power system stability, this paper makes a brief to research, and single system as an example, undertook simple analysis.In this paper, by collecting relevant information, organize the guarantee and improve the power system static stability measures.Key words power system , static stability, small signal analysis method of excitation regulator目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则11.2 本文采用的解决电力系统静态稳定性问题的方法11.3 课题研究的成果和意义1第2章电力系统静态稳定性简析22.1 电力系统的基本概念22.11电力系统的定义22.12电力系统的运行特点和要求22.2电力系统静态稳定性的基本概念22.21电力系统静态稳定性的定义22.22电力系统静态稳定性的分类32.23 电力系统静态稳定性的定性分析7第3章小扰动法分析简单系统的静态稳定性113.1 小扰动法基本原理113.2小扰动法分析简单电力系统静态稳定性12第四章调节励磁对电力系统静态稳定性的影响164.1 不连续调节励磁对静态稳定性的影响164.2 实例分析励磁调节对稳定性的影响17第5章提高电力系统静态稳定性的措施205.1提高静态稳定性的一般原则205.2 改善电力系统基本元件的特性和参数215.21 改善系统电抗215.22改善发电机与其励磁调节系统的特性215.23 采用直流输电225.3 采用附加装置提高电力系统的静态稳定性225.31 输电线路采用串联电容补偿225．32 励磁系统采用电力系统稳定器PSS 装置23 第6章结论24辞25参考文献26第1章 绪论1.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则电力系统是一个复杂的大规模的非线性动态系统，其稳定性分析是是电力系统规划和运行的最重要也是最复杂的任务之一。
《交直流混联配电网新型交流保护方案研究》篇一一、引言随着现代电网技术的飞速发展，交直流混联配电网（AC/DC Hybrid Distribution Network）成为未来电力系统的重要组成部分。
由于这种新型电网中包含大量的直供电与交流电，因此其保护策略的制定显得尤为重要。
传统的交流保护方案在面对新型的交直流混联配电网时，已难以满足系统的安全稳定运行需求。
因此，本文旨在研究并设计一种新型的交流保护方案，以适应交直流混联配电网的复杂性和多样性。
二、交直流混联配电网的背景及挑战交直流混联配电网是一个包含交流电源和直流电源的复杂网络系统，它由不同的线路、变压器和电力电子设备等构成。
其独特的特性不仅对电网的安全性、可靠性、稳定性带来了更高的要求，也对其保护控制提出了严峻的挑战。
由于交直流之间可能存在相互作用，如互感、电磁兼容等问题，使得传统交流保护方法面临很大的局限性和困难。
三、新型交流保护方案的必要性与设计思路针对交直流混联配电网的特殊需求，新型交流保护方案的设计显得尤为重要。
该方案应充分考虑电网的实时运行状态、故障类型和故障位置等因素，以实现快速、准确、可靠的故障定位和隔离。
设计思路主要包括以下几个方面：1. 实时监测与数据采集：通过安装智能传感器和监测设备，实时监测电网的运行状态和故障信息，为保护控制提供数据支持。
2. 故障识别与定位：利用先进的信号处理和模式识别技术，对采集到的数据进行处理和分析，实现故障的快速识别和定位。
3. 协调保护与控制：通过多层次的协调保护和控制策略，实现交直流之间的互操作和协同控制，提高系统的可靠性和稳定性。
四、新型交流保护方案的技术实现与特点根据上述设计思路，新型交流保护方案可包括以下几个关键部分：1. 智能化传感器和监测设备：实现对电网的实时监测和数据采集，包括电流、电压、功率等关键参数的实时测量和记录。
2. 先进的信号处理与模式识别技术：利用数字信号处理、机器学习等技术对采集到的数据进行处理和分析，实现故障的快速识别和定位。
2019年6
月
第47卷第3
期（总第262期）
Jun. 2019
Vol. 47 No. 3(Ser. No. 262)
吉林 电 力
Jilin Electric Power
交直流混联系统小干扰稳定性分析李晨辉，黄冬，
刘国栋
（东北电力大学，吉林 吉林 132012）
摘 要：针对交直流混联系统动态稳定性，以4机11节点为例，在电力系统分析综合程序中对交直流互联系统进 行小干扰稳定分析。首先对交直流互联系统进行建模，并且基于直流系统控制方式采用整流侧定电流•逆变侧定 电压的方式对系统进行线性化，以恃征值分析方法研究了由于直流的加入对系统振荡模式的影响
，探究了直流系
统运行过程中的相关参数对互联系统振荡模式影响。仿真分析结果表明：合适的无功补偿及提高交直流混联系统 直流输送的功率比例，将有利于系统的小干扰稳定。
关键词：交直流混联；电力系统；动态稳定性；特征值分析中图分类号:TM712. 13 文献标志码：A 文章编号:1009-5306（2019）03-0033-04
Small Interference Stability
Analysis of AC/DC
Hybrid System
LI Chenhui, HUANG
Dong,LIU Guodong
(Northeast Electric Power University,
Jilin, 132012
,China)
Abstract: Aiming at the dynamic stability of AC/DC hybrid system, taking four-node eleven-node as an example, the small interference stability analysis of AC/DC hybrid system is carried out in the power system analysis and
synthe
sis program. Firstly, the AC/DC interconnection system is modeled* and the system is linearized based on the DC system control method using the rectifier side constant current and the inverter side constant voltage. The eigenvalue
analysis method is used to study the system oscillation due to the DC addition. The influence of the mode and the influence of relevant parameters in the operation of the DC system on the oscillation mode of the interconnected system
are analyzed. The simulation results show that appropriate reactive power compensation and improving
the power
ratio of DC transmission in AC/DC hybrid system are conducive to the small interference
stability of the system.
Key words： AC/DC hybrid； power system； dynamic stability ；eigenvalue
analysis
由于直流输电在远距离、大规模输电方面很有 优势，很适合跨区域互联，相比交流系统，互联系统 运行特性更为复杂，在运行过程中受到小的扰动更
容易影响互联系统的稳定性.因此对互联系统进行 小干扰稳定分析是非常有必要的。目前针对直流方 面的研究主要在提高系统阻尼方面m刃。近年来.由
于直流输电具有传输功率大•输送距离长等优 点3〕，
并且随着区域电网互联规模不断扩大，高压
交流工程数量的增多和传输容量的增大⑷，由于直
流系统和交流系统之间互相影响，更是因直流系统
的加入带来了很多振荡方面的问题刀，使电力系统 动态稳定性分析面临新的挑战。
1混联系统动态稳定性分析
特征分析法是目前电力系统小扰动分析中理论 最为成熟的方法，用线性状态方程来近似描述非线
性的电力系统，系统振荡模式的所有特征是由方程 的状态矩阵特征值来表达。本文采用特征值分析法
中的QR法进行计算.但是QR算法由于受阶数的 限制，对于1000阶以上的系统就很难求出精确的
解•对于规模很大的系统不太适用。小扰动法分析关键在于准确建立反映各个状态 量关系的状态函数关系式⑷，得到简便实用的数学
模型。在实际分析时.不仅要考虑直流系统的状态
收稿日期:2018-12-28作者简介：李晨挥
（1993）
，男•硕士研究生.研究方向为电力系统动态稳定。
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月
第47卷第3
期(总第262
期)
吉林电力Jilin Electric
Power
Jun. 2019
Vol. 47 No.
3(Ser.
No.
262)
量，同时也要考虑交流系统状态量对直流的影响
。
因此，
有必要对计及交直流系统间的交互作用进行
建模。
2交直流混联系统小扰动分析的直流系统
模型
系统的动态特性可由一组非线性微分方程组和 一组非线性代数方程描述，将交直流系统中所有的 动态元件的状态方程线性化后合并.结果如下：[~^=AAX+BAV十 dt
(1)
式中：△表示变量的变化量；4X为全系统的状态变
量；为各节点电压向量；为各节点电流向量。 A J为系统状态量的系数矩阵,C
、D为系统代数量
的系数矩阵。交直流系统中的电力网络和静态元件可以用以 下代数方程描述，并对其线性化如下
：
A/=VAV (2)式中丫为系统的导纳矩阵。
合并式(1).(2)消去△/,可得全系统增广状态 方程组为：
< 占
(3)
^0 = CX
+ DAV
式中D = D-Y0
由增广矩阵方程消去向量AV可得全系统状态
方程如下：
= —BkC)AX=AAX
(4)
at
图1为一个简单的直流单极系统，包含了两个
换流站C1和C2及直流线路，其中换流站又包含有
换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流
滤波器、无功补偿装优、断路器U、(人为流过冇:
流滤波器的电压；人为流过直流滤波器的电流；知1、 孙2为换流变压器变比。
无功补偿装置：由于换流器在运行的时候需要
吸收大量的无功功率，其稳态运行时大概是直流线
路输送有功功率的一半，发生暂态时需要的无功功 率更多，因此需要该装置提供无功电源
。
本文中换流器采用的是准稳态模型，
因此需要
以下4个假定：直流两侧的交流系统是三相对称的,
并且只有一种频率的正弦系统；直流系统两侧中平
波电抗器很大，直流线路中电流是恒定的，没有纹
波；换流变压器为理想型变压器，换流器中的饱和效 应及激磁电阻和铜耗都不考虑；换流器中阀元件为
理想型，导通过程中没有压降损耗。其换流器的等
值电路见图2,直流线路的等值电路见图3,
直流系
统控制方式的传递函数见图4。图中：为换流母
线电压有效值;S为直流侧空载电压平均值；
X。为
变压器电抗；R
』、Ld
分别为直流线路电阻、
电感;
X“丄”分别为整流侧接地引线电抗、电感；X°、S分
别为逆变侧接地引线电抗、
电感
;Udo
,l7dl
为整流侧、
逆变侧交流母线电压有效值；U如、
S。
,为整流侧、逆
变侧直流空载电压平均值；T"、讥2、八2、丁*为时间
常数；緒、总2、為、怂
2为比例积分系数；
Xi
、X<
为中
间变量;a、0
分别为整流侧、逆变侧解发角汀痕、Udz
分别为电流、电压的期望值；4“、偽为整流侧、逆变 侧触发角的期望值。
3交直流混联系统小扰动分析
目前，针对交直流混联系统的小扰动稳定性问
题，国内外科研工作者进行了大量的工作。小扰动
稳定性研究的方法通常有：时域仿真法、特征分析
法、Prony分析法、频域分析法°讷。在电力系统小
扰动分析中，与其他方法相比，特征值分析方法可揭 示樂个系统的动态稳定性•确定系统的弱阻尼或负
亠H 无
功补偿
交流系统I波电抗器直流滤波器
T•波电抗器
断路器4ZJ-交流系统2
^Tl_.
无
功补偿
交流滤波器
L«XT1-
图1
直流系统单极系统接线图
・34・
