交直流電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制問題研究.pdf

1、我國(guó)能源資源和負(fù)荷需求呈逆向分布，直流輸電技術(shù)因其在遠(yuǎn)距離大容量輸電方面固有的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在“全國(guó)聯(lián)網(wǎng)、西電東送、北電南送”戰(zhàn)略中發(fā)揮了舉足輕重的作用。然而，隨著越來越多直流輸電工程的投運(yùn)，我國(guó)交直流電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題也日益突出。本文從暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理、系統(tǒng)強(qiáng)度量化指標(biāo)和暫態(tài)穩(wěn)定改善措施三個(gè)方面，研究了大規(guī)模交直流電力系統(tǒng)特別是多直流落點(diǎn)受端電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究了交直流電力系統(tǒng)典型暫態(tài)穩(wěn)定問題

2、的物理機(jī)理?；谒褪芏送铰?lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和送受端異步聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)交直流電力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型，從暫態(tài)功角穩(wěn)定、暫態(tài)電壓穩(wěn)定和暫態(tài)頻率穩(wěn)定三個(gè)方面出發(fā)，研究了交直流電力系統(tǒng)在交流系統(tǒng)短路故障和直流系統(tǒng)閉鎖故障下典型暫態(tài)穩(wěn)定問題的物理機(jī)理和敏感因素，并且以南方電網(wǎng)系統(tǒng)為例驗(yàn)證了其正確性。
　　(2)研究了多饋入有效短路比在評(píng)估多直流落點(diǎn)系統(tǒng)功率穩(wěn)定性方面的有效性。首先，基于兩直流落點(diǎn)系統(tǒng)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，分析了多饋入有效短路比與多直流落點(diǎn)系統(tǒng)功率穩(wěn)定性

3、間的定量關(guān)系，確定了多直流落點(diǎn)系統(tǒng)臨界多饋入有效短路比的大致范圍。然后，根據(jù)多饋入有效短路比與多直流落點(diǎn)系統(tǒng)功率穩(wěn)定性之間的定量關(guān)系，給出了采用多饋入有效短路比衡量多直流落點(diǎn)系統(tǒng)各個(gè)直流落點(diǎn)處交流系統(tǒng)強(qiáng)度的具體標(biāo)準(zhǔn)。最后，以南方電網(wǎng)系統(tǒng)為例，驗(yàn)證了分析結(jié)論的有效性。
　　(3)歸納和提出了描述交直流電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)品質(zhì)的三種宏觀指標(biāo):通道強(qiáng)度指標(biāo)、電壓強(qiáng)度指標(biāo)和頻率強(qiáng)度指標(biāo)。首先提出了通道強(qiáng)度指標(biāo)，用于定量評(píng)估交直流并列輸電通道的

4、強(qiáng)直弱交程度和交流通道的暫態(tài)穩(wěn)定裕度。接著沿用多饋入有效短路比作為電壓強(qiáng)度指標(biāo)，用于反映交流系統(tǒng)對(duì)直流系統(tǒng)換流站的電壓支撐強(qiáng)度。然后采用頻率偏差因子作為頻率強(qiáng)度指標(biāo)，用于定量衡量交流系統(tǒng)的頻率支撐強(qiáng)度。最后，以南方電網(wǎng)系統(tǒng)為例，驗(yàn)證了上述三種宏觀指標(biāo)對(duì)實(shí)際交直流電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定特性評(píng)估的有效性。
　　(4)提出了一種基于故障限流器的多直流落點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分區(qū)技術(shù)。這種電網(wǎng)動(dòng)態(tài)分區(qū)技術(shù)利用故障限流器將多直流落點(diǎn)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)相互之間由

5、故障限流器隔開的同步運(yùn)行區(qū)域。當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，這種電網(wǎng)動(dòng)態(tài)分區(qū)技術(shù)可以限制故障在各區(qū)域電網(wǎng)之間的傳遞，縮短直流系統(tǒng)換相失敗的持續(xù)時(shí)間，加快直流功率的恢復(fù)，緩解多回直流同時(shí)換相失敗帶來的功率不平衡和潮流轉(zhuǎn)移問題，從而有效提升多直流落點(diǎn)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。兩個(gè)簡(jiǎn)化多直流落點(diǎn)系統(tǒng)和南方電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性。
　　(5)提出了一種基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)控制技術(shù)。這種強(qiáng)勵(lì)控制技術(shù)基于擴(kuò)展等面積準(zhǔn)則，首先通過