VSC-HVDC在海上平台供电中的应用研究

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VSC-HVDC是一种基于电压源换流器(VSC)的高压直流输电技术。由于这种输电技术在控制灵活性、环境保护、电力交易、新能源并网和提高电能质量等方面具有的优良特性,因此它能解决传统型直流输电技术的许多难题,并能够应用到更为广泛的电力工程领域。  石油作为产能有限的战略资源,在政治、经济等国际舞台上都扮演着极其重要的角色。在海上平台进行石油开采就需要稳定可靠的电力供应,相对于传统的海上平台供电系统,VSC-HVDC在向孤岛和弱电网供电方面具有技术优越性,因此本课题考虑将近年来日渐进步的VSC-HVDC技术应用于构建海上平台供电系统。目前VSC-HVDC技术在系统控制策略方面的研究已经成为了一个热点,因此本文将VSC-HVDC技术在海上平台供电中的控制策略作为研究课题,具有理论和现实意义的。  本文首先介绍了VSC-HVDC的应用前景和研究现状,接着对VSC-HVDC的基本运行原理和系统控制方法进行了研究,在对系统数学模型进行推导分析的基础上对VSC-HVDC系统各级的控制进行了分析研究,其中着重介绍了间接电流控制和直接电流控制这两种常用的换流站级控制策略。  接着介绍了基于VSC-HVDC系统的海上平台供电的几种供电工况,结合这几种供电工况将VSC-HVDC向海上平台供电的工况分为两类,它们分别是VSC-HVDC向无源网络供电和VSC-HVDC向弱交流系统供电。依据这两种供电工况的特点,利用不同的VSC-HVDC的控制方法分别应用于这两种供电工况之中:将恒压恒频控制策略应用于VSC-HVDC向无源网络供电的工况中;将下垂控制策略应用于VSC-HVDC向无源网络和向弱交流系统供电的工况中。  最后利用PSCAD/EMTDC仿真软件,分别建立VSC-HVDC向无源网络供电和向弱交流系统供电的仿真系统模型,对海上平台的3种稳态供电方式和4种暂态供电方式进行了仿真,仿真结果表明了控制策略的正确性及有效性。
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