MATLAB/Simulink
电力系统建模与仿真

题 目：单极12脉冲的HVDC仿真模型
专 业： 电气工程及自动化
班 级： 电气201303
姓 名： 白 辉
学 号： 201309611
单极12脉冲的HVDC仿真模型
仿真题目：
通过1000MW(500kv，2kA)的直流输电线路从一个500KV、5000MV·A、50Hz
的电力系统EM向另一个345KV、10000MV·A、50Hz的电力系统EN输送电力，
整流桥和逆变桥由两个通用6脉冲桥搭建而成，交流滤波器直接接在交流母线
上，它包括11次、13次和更高次谐波等单调支路，总共提供600Mvar的容量。

线路的参数：
直流输电线路的参数如下：
线路电阻R=0.015Ω/km；
线路电感L=0.792MH/km；
线路电容C=14.4NF/km；
线路长度300km；
电力系统EM侧交流输电线的参数如下：
线路电阻R=26.07Ω；
线路电感L=48.86MH；
电力系统EN交流输电线的参数如下：
线路电阻R=6.205Ω；
线路电感L=13.96MH；
平波电抗器的电感L=0.5H；

单极12脉冲的HVDC仿真模型系统图
整流环节
整流环节子系统结构
整流器子系统结构
逆变环节

逆变环节子系统结构
逆变器子系统结构
滤波器子系统

滤波器子系统结构
系统主控模块

模型主控模块
整流器控制模块
逆变器控制模块
逆变器控制模块
数据测量模块
数据测量模块
系统控制参数随时间变化表
序号 时刻/s 动作
1 0 电压参考值为1pu
2 0.02 变换器导通，电流增大到最小稳态电流参考值
3 0.4 电流按指定的斜率增大到设定值
4 0.7 参考电流下降0.2pu
5 0.8 参考电流恢复到设定值
6 1.0 参考电压由1pu降低到0.9pu
7 1.1 参考电压恢复到1pu
8 1.4 变换器关断
9 1.6 强迫设置触发延迟角到指定值
10 1.7 关断变换器
整流侧得到的相关波形
逆变侧得到的波形
仿真结果分析
1) 晶体管在0.02s是导通，电流开始增大，在0.3s时达到最小稳定参考值
0.1p.u，同时直流线路开始充电，使得直流电压为1.0p.u，整流器和逆变器
均为电流控制状态。
2) 在0.4s时，参考电流从0.1p.u斜线上升到1.0p.u，0.58s时直流电流到达稳
定值，整流器为电流控制状态，逆变器为电压控制状态，直流侧维持在
1.0p.u。在稳态状态下，整流器的触发延迟角在16.5°附近，逆变器的触发
延迟角在143°附近，逆变器子系统还对两个6脉冲桥的各个晶体管的熄弧
角进行测量，熄弧角参考值为12°，稳态时，最小熄弧角在22°附近。
3) 在0.7s时，参考电流出现-0.2p.u的变化，在0.8s时恢复到设定值。
4) 在1.0s时，参考电压出现-0.1p.u的偏移，在1.1s时恢复到设定值，此时逆
变器的熄弧角仍大于参考值。
5) 在1.4s时，触发信号关断，使得电流斜线下降到0.1p.u。
6) 在1.6s时，整流器侧的触发延迟角被强制设置为166°，逆变器侧的触发延
迟角被强制为92°，使得直流线路放电。
7) 在1.7s时，两个变换器均关断，变换器控制状态为零。