[发明专利]一种LCC-VSC三端低压直流输配电物模试验系统

说明书

本发明属于电力输送领域，具体涉及一种LCC‑VSC三端低压直流输配电物模试验系统。本发明包括LCC端口、VSC1端口、VSC2端口和三端物模控制保护系统；LCC端口、VSC1端口和VSC2端口分别通过换流变压器连接交流电网，LCC端口、VSC1端口和VSC2端口之间分别通过直流接触器与直流线路模拟器连接，通过控制直流接触器的通断，可实现多种形式拓扑结构的转换，实现多种形式拓扑的高压直流输电的仿真研究。LCC端口设置有交流滤波器。三端物模控制保护系统包括工作站、控制保护系统和主时钟，工作站用于下发控制保护指令和监控记录系统的运行信息，便于系统的故障分析和运行维护。

技术领域

本发明属于电力输送领域，具体涉及一种LCC-VSC三端低压直流输配电物模试验系统。

背景技术

当前，电力输送最主流的技术是传统的直流输电技术，它的传输容量大，运行稳定性好，系统损耗低，建设成本低，在长距离、大容量输电中有着无可取代的地位。基于电压源型换流器的柔性直流输电技术(VSC-HVDC)为直流输电技术提供了新的发展方向，可接入无源网络，由于其不存在换相失败的问题，且电压谐波含量少，输出频率与电压稳定，能快速调节有功功率与无功功率，控制灵活性好。将传统直流输电换流器LCC与柔性直流输电换流器VSC灵活组合，同时发挥LCC-HVDC低成本、低损耗、大容量以及VSC-HVDC无换相失败,控制灵活等技术优势的混合直流输电技术逐渐成为当前直流输电领域的研究热点，也将是完善未来电网的重要途径。

目前对于多端直流输电的研究手段，主要为离线仿真与实时在线仿真，离线仿真的效率低下，实时仿真则需要购置昂贵的实时仿真系统，并且这两种仿真手段，适用于对系统的控制保护逻辑进行验证，在对一次设备的操作与维护上并不能贴近实际工程。

CN105846454A提出了一种三端混合直流输电动模试验系统，包括两个背靠背连接的LCC换流站、一个VSG换流站、运行模式切换隔离开关及模拟电网阻抗特性的RT-LAB功放，各LCC换流站及VSG换流站通过对应的运行模式切换隔离开关接入直流母线，各LCC换流站及VSG换流站分别通过对应的RT-LAB功放连接于电网。该方案的缺点是随着柔性直流已经具备与常规直流相当的输电容量的现状下，不再适用于当前研究需求最多的拓扑结构，即LCC+MMC+MMC拓扑，MMC长距离以及MMC背靠背拓扑结构，同时也不具备完整的录波系统，无法对系统数据进行详细的记录。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种LCC-VSC三端低压直流输配电物模试验系统，该系统可以开展多种形式拓扑的高压直流输电的仿真研究，能实时监测记录系统后台信息，系统运行安全稳定。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种LCC-VSC三端低压直流输配电物模试验系统，包括LCC端口、VSC1端口、VSC2端口和三端物模控制保护系统；

LCC端口、VSC1端口和VSC2端口分别通过换流变压器连接交流电网，LCC端口、VSC1端口和VSC2端口之间分别通过直流接触器与直流线路模拟器连接，LCC端口设置有交流滤波器；

三端物模控制保护系统包括工作站、控制保护系统和主时钟，工作站用于向LCC端口、VSC1端口和VSC2端口下发控制保护指令和监控记录试验系统的运行信息，控制保护系统用于完成LCC端口、VSC1端口和VSC2端口之间的顺序控制、解闭锁操作和保护功能，主时钟能提供光B码与TCP两种对时方式。

LCC端口连接的换流变压器由D/D换流变压器与D/Y换流变压器组成，D/D换流变压器超前D/Y换流变压器30电角度。

D/D换流变压器与D/Y换流变压器分别连接一组6脉动晶闸管整流桥，两个6脉动晶闸管整流桥串联共同组成12脉动整流器。

LCC端口连接的换流变压器与交流电网之间设置有交流滤波器。