交直流混合系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析的研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)能源的需求劇增。直流輸電技術(shù)以其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在遠(yuǎn)距離大容量輸電和全國(guó)聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)方面對(duì)我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展起到十分重要的作用，采用交直流輸電已成為必然趨勢(shì)。隨之而來(lái)將出現(xiàn)一系列技術(shù)上和管理上的新問(wèn)題。對(duì)交直流混合電力系統(tǒng)，特別是含多個(gè)直流換流站的電力網(wǎng)絡(luò)，換流站交流母線的電壓穩(wěn)定問(wèn)題是困擾直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)重要問(wèn)題，特別在受端系統(tǒng)較弱時(shí)更是如此。這實(shí)際上對(duì)HVDC的可行性和它的控制提出了挑戰(zhàn)。

2、所以進(jìn)行交直流混合系統(tǒng)換流站交流母線電壓穩(wěn)定性評(píng)估的模型和算法研究是十分必要的。 本文首先對(duì)現(xiàn)有交直流混合系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行歸納，評(píng)價(jià)了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。由于直流系統(tǒng)控制方式和運(yùn)行方式多樣，分析交直流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的方法比較復(fù)雜，直到目前為止，還沒(méi)有形成系統(tǒng)化的分析方法。許多方法都是把用于交流系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的方法推廣到交直流系統(tǒng)中。推廣的難點(diǎn)在于隨著負(fù)荷的增加，換流站交流母線電壓下降，要不斷地考慮直流系統(tǒng)變量是否越限以及

3、運(yùn)行方式的調(diào)整。 本文在交流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析的非線性規(guī)劃模型基礎(chǔ)上，把交流模式和直流模式統(tǒng)一起來(lái)，將單饋入直流輸電系統(tǒng)電壓崩潰臨界點(diǎn)的求取轉(zhuǎn)化為優(yōu)化負(fù)荷的問(wèn)題。該方法能給出系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)與電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)之間的距離，并且能方便考慮直流系統(tǒng)變量是否越限以及運(yùn)行方式的調(diào)整，使電壓穩(wěn)定性分析更加接近于實(shí)際。在求解該非線性規(guī)劃問(wèn)題時(shí)，本文采用序列二次規(guī)劃法，該方法沒(méi)有一般優(yōu)化解法對(duì)初始值要求苛刻的問(wèn)題；利用BFGS擬牛頓修正公式來(lái)產(chǎn)生海

4、森矩陣的近似，避免在每次迭代過(guò)程中求解二階導(dǎo)數(shù)，以減少計(jì)算海森矩陣的工作量；引入線性搜索以擴(kuò)大收斂域，具有全局收斂性和局部超線性收斂性。 然后，本文又將求解電壓崩潰臨界點(diǎn)的非線性規(guī)劃模型和算法進(jìn)一步推廣到多饋入和多端交直流輸電系統(tǒng)中。由于隨著換流站容量的增大，直流輸電可靠性的提高和成本的降低，以及直流斷路器制造問(wèn)題的逐步解決，直流輸電向多端系統(tǒng)和多饋入系統(tǒng)發(fā)展已是現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。該模型計(jì)及了各直流子系統(tǒng)與交流系統(tǒng)之間以及各直流子系統(tǒng)之間的

5、相互影響。此法能夠考慮各種不等式約束條件，具有較強(qiáng)的魯棒性和收斂性，且能方便地考慮直流系統(tǒng)的不同運(yùn)行狀態(tài)和控制方式對(duì)電壓穩(wěn)定的影響，更加接近實(shí)際情況。算例系統(tǒng)的仿真結(jié)果表明，增加交流系統(tǒng)的強(qiáng)度能提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定裕度；換流站進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償有利于電壓穩(wěn)定，其中以SVC的效果最好；電壓關(guān)聯(lián)型的負(fù)荷對(duì)電壓穩(wěn)定是最有利的，具有恒定阻抗的負(fù)荷較有利于電壓穩(wěn)定；此外，采用適當(dāng)?shù)闹绷骺刂品绞奖热缯鱾?cè)定電流，逆變側(cè)定電壓，也可減少電壓崩潰的發(fā)生。另外，