基于Matlab的直流输电系统的仿真.docx
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2022-11-10
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基于 Matlab 的直流输电系统的建模与仿真
摘要
：
利用 MATLAB 软件包下的 Simulink 对某高压直流输电系统进行建模，并
在此模型基础上进行了动态仿真，分析了系统的稳态特性和动态特性，同时对系
统中的几种常见故障进行了仿真。仿真结果与实际现象相同，为今后对 HVDC 系
统进行辨识、控制和故障诊断提供了支持。
关键词
：
HVDC，MATLAB
一、引言
与交流输电相比，高压直流输电(HVDC)具有线路输送容量大、造价低、损耗
小、电力系统间的非同步联网能力强等优点，而且，直流输电不存在交流输电的
稳定问题，有利于远距离大容量送电。
自从 20 世纪 80 年代末以来，中国高压直流输电技术的研究和发展取得了突
飞猛进的提高，目前已投运 10 个直流输电工程,包括舟山、葛南、天广、三常等
工程。为实现“西电东送”的战略规划，中国正在积极推进包括±660 kV、±800
kV、±1 000 kV 特高压 HVDC 工程的建设。近期中国规划发展的 HVDC 工程主要
包括内蒙及陕甘宁地区的煤电通过高压直流或特高压直流向京津塘、山东等地输
电，四川水电向华东、华中地区特高压直流输电等。
在此背景下，研究 HVDC 的结构、运行原理及控制方法，对 HVDC 进行建模
与仿真，分析系统的稳态、动态特性等显得非常重要。本文利用 Matlab 中的
Simulink 对 HVDC 进行建模，并在此模型基础上进行了系统的稳态、直流线路故
障、逆变器交流侧 a 相接地故障及 a、b 两相接地故障仿真，得出相应的仿真波
形，验证了 HVDC 模型的有效性。
二、HVDC 的基本结构与工作原理
HVDC 的基本工作原理如图 2.1 所示，简单的 HVDC 输电系统包括两个换流站、
直流输电线路以及两端的交流系统。换流站 1 运行于整流状态，将交流系统 1
输送来的三相交流电整流成直流电，通过直流输电线路传送到换流站 2，换流站
2 工作于逆变状态，将直流电逆变成三相交流电。
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