直流電網(wǎng)啟動(dòng)策略設(shè)計(jì)及故障演變機(jī)理研究.pdf

1、隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境壓力的日益增加，中國(guó)乃至世界均面臨著能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用新能源勢(shì)在必行。風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的規(guī)?；尤氤蔀殡娏ο到y(tǒng)面臨的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，利用柔性直流輸電控制靈活、易于擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)構(gòu)建直流電網(wǎng)，可以最大限度地綜合各種新能源的分布特性進(jìn)行多元互補(bǔ)，為實(shí)現(xiàn)新能源的大規(guī)模接納提供了一條可行之路。未來(lái)直流電網(wǎng)的構(gòu)建面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，首要問(wèn)題是直流電網(wǎng)的定義規(guī)則不統(tǒng)一，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和控制目標(biāo)還不明確;其次，

2、直流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模龐大，還肩負(fù)著新能源大規(guī)模接入的任務(wù)，設(shè)計(jì)安全有效的電網(wǎng)啟動(dòng)控制策略迫在眉睫;再次，直流電網(wǎng)對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間要求極高，探索故障電流在直流電網(wǎng)內(nèi)的分布及發(fā)展規(guī)律對(duì)故障定位、隔離、清除及恢復(fù)等電網(wǎng)保護(hù)策略的配置具有極高的指導(dǎo)意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了直流電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有控制策略。一方面從電網(wǎng)拓?fù)?、換流器、直流斷路器、新能源并網(wǎng)四個(gè)方面對(duì)直流電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、類型和功能上的討論和

3、劃分;另一方面研究了直流電網(wǎng)現(xiàn)有的控制策略，主要包括主從式控制、多點(diǎn)電壓下垂控制和二者相結(jié)合的混合控制，對(duì)比分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。⑵提出了一種含新能源接入的四端直流電網(wǎng)拓?fù)洹南到y(tǒng)電壓穩(wěn)定的角度出發(fā)，以大規(guī)模新能源接入為目標(biāo)，同時(shí)考慮到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相互影響，設(shè)計(jì)了一套適用于新能源接入的柔性直流電網(wǎng)啟動(dòng)控制策略。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建電磁暫態(tài)仿真模型，仿真驗(yàn)證了所提啟動(dòng)控制策略的可行性與有效性。⑶提出了一種直流電網(wǎng)

4、雙極短路故障電流計(jì)算方法。以探索單端模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)雙極短路故障放電機(jī)理為切入點(diǎn)，將直流電網(wǎng)化簡(jiǎn)為帶有儲(chǔ)能元件的RLC串聯(lián)電路等效網(wǎng)絡(luò);考慮直流電網(wǎng)拓?fù)涞囊话阈?，以環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和輻射形網(wǎng)絡(luò)為構(gòu)建直流電網(wǎng)的基本元素，定義了一套支路和節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一命名方法;在此基礎(chǔ)上，遵循KCL、KVL電路基本原理提出了一套故障電流計(jì)算方法。最后，在已搭建的多端直流輸電網(wǎng)電磁暫態(tài)模型中進(jìn)行故障測(cè)