摘要
高压直流输电在输电领域中是一个较新且较活跃的领域之一，它在远距离大功率输电及大区域电网并联方面起到了至关重要的作用。我国目前已有十多项高压直流输电工程投入运行，它们在国家电力网络构架中起到了优化网络的能源配置、保障国家的能源安全、以及促进国民经济的发展方面起到了重要的作用。本文围绕直流输电工程需要吸收无功做足分析计算及讨论。在高压直流输电工程中，利用普通晶闸管换流阀对高压直流输电换流站进行换流的，一般情况下采用电网电源的换相技术，但是这种方法的特点是当换流器在运行时需要从电网中吸收大量的无功功率。为了保证换流站和交流系统的稳定性，我们需要对换流站的无功消耗、无功补偿、及无功平衡进行分析和计算。
本文重点分析研究高压直流输电换流器吸收无功的机理、影响因素以及对换流器进行无功补偿的分析讨论。在Matlab或PSCAD/EMTDC仿真软件上建立高压直流输电系统的仿真模型，利用所建的仿真模型，仿真计算高压直流输电换流器对无功方面的要求和关系。并对上述仿真结果进行分析、比较，给出合理解释，并提出高压直流输电无功补偿的合理化建议。
关键词：高压直流输电，无功功率，无功补偿，换流器，仿真建模
ABSTRACT
In the field of transmission ,HVDC is a new and active area, it is in long-distance power transmission and large regional grid parallel has played a crucial role.China currently has more than a dozen high-voltage direct current transmission project put into operation, they are in national electricity network architecture optimized energy network configuration, ensuring national energy security, and promoting the development of the national economy plays an important role.This paper focuses on the DC transmission project needs to absorb reactive power to have enough analysis ,discussion and calculation.In HVDC transmission project, the commutation for HVDC converter station with the use of ordinary thyristor valves, for under normal circumstances,using mains power supply commutation technology, but the characteristics of this method is that when the converter at runtime need to absorb a large amount of reactive power from the grid. To ensure the converter station and communication system stability, we need to give converter station reactive power consumption, reactive power compensation, and reactive power balance analysis and calculations.
This paper focuses on analysis of HVDC converter absorbs reactive mechanism, influencing factors and the analysis and discussion of reactive power compensation of the converter .In Matlab simulation software to build HVDC system simulation model, using the built simulation model, simulation HVDC converter's requirements and relationships of reactive power .The simulation results were analyzed an
d compared, given a reasonable explanation, and proposed HVDC reactive power compensation rationalization proposals.
KEY WORDS: HVDC，Reactive power，converter，reactive power compensation，Simulation and Modeling
目录
摘要 (1)
ABSTRACT (2)
第1章前言........................................................ 错误！未定义书签。
1.1 高压直流输电及无功补偿背景 (1)
1.2 高压直流输电发展及现状 (4)
1.2.1 针对高压直流输电的研究现状 (4)
1.2.2针对换流站无功补偿及限制的现状 (5)
1.3 本文主要内容 (5)
第2章换流站无功及无功补偿 (7)
2.1 高压直流输电系统的工作原理及运行方式 (7)
2.2 换流站的无功平衡及无功原理 (8)
2.2.1 换流器的功率因数 (8)
2.2.2换流器的无功功率消耗 (9)
2.2.3换流站内的无功平衡 (11)
2.3换流站的无功补偿 (12)
2.3.1 交流系统的无功补偿能力 (12)
2.3.2 选择无功补偿的装置 (13)
2.3.3 无功补偿与配置的综合考虑 (13)
2.4无功对交直流系统的影响 (14)
第3章换流站的无功补偿装置及容量的确定 (15)
3.1换流站的无功补偿装置 (15)
3.1.1机械投切式无功补偿装置 (15)
3.1.2 同步调相机 (16)
3.1.3 静止无功补偿装置 (17)
3.2 换流站无功补偿容量及分组容量的确定 (18)
3.2.1 容性无功补偿设备容量的确定 (19)
3.2.2感性无功补偿设备容量的确定 (19)
3.2.3无功分组容量的确定 (20)
3.2.3.1 无功大组容量的估算 (20)
3.2.3.2 无功小组容量的估算 (20)
3.2.4 换流站无功补偿容量的校核 (20)
3.3 无功补偿装置的控制 (21)
第4章仿真建模及结论分析 (23)
第5章结论与展望 (27)reactive to
参考文献 (28)
附录 (29)
致谢 (30)
第1章前言
1.1 高压直流输电及无功补偿背景
我国幅员辽阔，发电能源的分布和用电负荷的分布又极不平衡。江浙等东部沿海地区及广东地区经济比
较发达，电力负荷分布比较密集，对能源需求较高，而能源却极为匮乏；西部地区经济比较落后，用电需求和负荷较低，对能源需求较小，而能源却比较丰富。我国的这一客观现实决定了我国跨区域电力大规模流动的必然性。随着人口的不断增加，国民经济的快速增长，土地资源越发的匮乏和宝贵，电力的发展和建设越来越受到走廊资源和站址资源的限制。我国的这一国情决定了建设和发展高压直流输电（HVDC）具有重大的经济意义和技术创新意义。随着我们国家在南北互供和西电东送以及全国联网等逐步实施的能源发展战略有较大的发展，世界上在远距离大功率大容量等方面的输电网络格局已在我国的大部分大区域电网中出现[1,2]。而在当今的输电环境中，高压直流输电由于其特有的运行稳定且可靠、调节迅速、线路运行时消耗较小[3,4]还有没有稳定的安全性问题等优点而越来越受到人们的重视[10]。但是不管是在逆变站侧还是在整流站侧，不管是从交流系统中还是从无功补偿设备中，在运行时的高压直流输电总是要消耗相当多的容性无功功率，为了保障直流系统及交流系统的安全稳定，使整个高压直流输电系统及换流站内的无功功率实现平衡条件，需要在两边换流站交流母线上装设一定容量的无功补偿设备。换流站的无功平衡显示出了无功补偿在控制、配置以及调节等方面对客观及主观因素的要求，它是指无功补偿控制的电压模式下和交流系统对无功功率的补偿能力以及这些无功补偿设备对直流系统的无功补偿能力这三个方面之间的平衡[10]。本文从分析换流站内的功率因数到简述高压直流系统的无功平衡，并分析了在不同的运行方式下换流站内的无功功率消耗，然后描述了换流站内的容性无功补偿容量和感性无功补偿设备容量以及无功分组容量的确定，最后仿真模拟了直流输电系统在投入不同无功补偿装置下运行并得出结论。
直流输电和交流输电相比具有诸多的优点：首先，制造直流输电线路的成本较低，因此可以减少电缆花费产生的费用；其次，直流系统在运行时线路的功率损耗较小，因此其在运行时输电节能成效比较明显；还有，由于可以铺设海底电缆，直流输电可以通过海下电缆输电。除了直流输电经济方面的优点，直流输电在技术方面也有很多长处。直流输电系统的运行能限制交流系统内的短路电流，而且直流输电系统具有比较强的稳定性，直流输电具有比较快的调节速度，而且运行可靠。在正常运行的情况下能够稳定的输出功率，在直流系统出现故障的时候可以紧急支援故障部分，因为由于直流输电的特点，是由晶闸管换流器组成的，

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