發(fā)布時間：2020-05-22 19:11

【摘要】：由于我國能源資源和生產(chǎn)力分布不均衡,高壓直流輸電(HVDC)在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)确矫鎯?yōu)勢明顯,在我國得到廣泛應(yīng)用。但是,伴隨著接入容量的不斷增加,電網(wǎng)的運(yùn)行管理更加嚴(yán)峻,如大規(guī)模直流饋入受端電網(wǎng)后暫態(tài)穩(wěn)定特性減弱問題,短路電流超標(biāo)問題等,嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此研究受端系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性是一個迫切需要解決的問題。本文對HVDC饋入受端后的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題進(jìn)行了如下的研究:(1)針對直流饋入引起的電壓穩(wěn)定性的問題,分析了其產(chǎn)生的原因并給出了相應(yīng)的分析方法,按數(shù)學(xué)模型的不同對其進(jìn)行靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析和動態(tài)電壓穩(wěn)定性分析,分析描述了交直流系統(tǒng)穩(wěn)定常用指標(biāo),得出其優(yōu)缺點(diǎn)。從原理和構(gòu)成上對高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行闡述,用戴維寧等效電路構(gòu)建受端交流系統(tǒng),建立交直流輸電系統(tǒng)的等值模型。(2)分析了不同換流站無功補(bǔ)償設(shè)備對電壓穩(wěn)定性的影響,介紹了同步調(diào)相機(jī)的發(fā)展史以及其工作原理,對調(diào)相機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析并得出調(diào)相機(jī)帶來的不足之處,提出相應(yīng)措施。通過對某一實(shí)際區(qū)域電網(wǎng)分析其直流受電能力的影響因素,并通過直流多饋入短路比來衡量受端系統(tǒng)對多回直流的支撐能力。分析了該區(qū)域交直流受電耦合關(guān)系,對其進(jìn)行電壓約束分析、換相失敗約束分析。分析了調(diào)相機(jī)對受端接納能力的影響,通過改變調(diào)相機(jī)的容量研究其對直流多饋入短路比的影響,通過仿真得出調(diào)相機(jī)可以在發(fā)生直流連續(xù)換相失敗后提供緊急無功支援,提高了該區(qū)域受端電網(wǎng)的動態(tài)無功支撐能力和受電極限。(3)針對直流饋入引起的短路電流超標(biāo)問題,如何在保證電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的前提下,實(shí)現(xiàn)短路電流的有效控制進(jìn)行了研究,提出一種考慮靈敏度降維策略的綜合限制短路電流措施優(yōu)化配置方法。首先,分析了限流的一般限制措施和專用措施,研究不同限流措施如何改變序網(wǎng)阻抗矩陣元素,分析得出限流措施和越限節(jié)點(diǎn)短路電流之間存在的靈敏度關(guān)系,基于限流措施靈敏度,提出了一種決策變量降維策略;其次,建立了兼顧限流措施投資成本、限流效果和系統(tǒng)穩(wěn)定水平的數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用自適應(yīng)混合粒子群優(yōu)化算法尋找最優(yōu)限流方案。通過對改進(jìn)IEEE9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和某實(shí)際地區(qū)電網(wǎng)的分析驗(yàn)證了所提方案的有效性。
【圖文】：

妒墾絎宦畚?第二章 交直流電壓穩(wěn)定性分析方法與建模12圖2.1 交直流系統(tǒng)的等值模型Fig. 2.1 EquivalentmodelsofAC and DC systems交直流輸電系統(tǒng)的參數(shù)含義如表所示：表2.1 交直流系統(tǒng)的參數(shù)值Tab.2.1 Parameter valuesforAC / DCsystems系統(tǒng)參數(shù) 含義 系統(tǒng)參數(shù) 含義dU 直流電壓 Z 受端交流系統(tǒng)等值阻抗dI 直流電流 E 0交流系統(tǒng)等值電勢dP 直流有功cX 換流變壓器漏抗值dQ 直流無功 V 換流站交流母線電壓cB交流濾波器和無功補(bǔ)償電容的等值導(dǎo)納cQ交流濾波器和無功補(bǔ)償電容的無功下面對分析交直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的常用指標(biāo)進(jìn)行具體介紹：2.3.1 短路比 SCR/有效短路比 ESCR已往的的研究是按照換流母線的短路比的大小來對交流系統(tǒng)的強(qiáng)弱程度進(jìn)行區(qū)分：短路比越大，意味著交流系統(tǒng)具有的電壓支撐能力越強(qiáng)，受到直流系統(tǒng)的影響就越小，系統(tǒng)就更加穩(wěn)定。因此在受端電網(wǎng)的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)[39-43]從機(jī)理和數(shù)學(xué)上對有效短路比進(jìn)行解析，通過計算受端交流母線的短路比的大小來量化分析交直流的交

系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并聯(lián)電容器投切需要成組投退，投退值是離散變量，因此無法做到對其進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。下圖2.2 為系統(tǒng)接入可投切并聯(lián)電容器的示意圖。一般情況下，，并聯(lián)電容器接于變壓器的第三繞組而非電力線路上。圖 2.2 并聯(lián)電容器接入系統(tǒng)的示意圖Fig. 2.2 Schematic diagramoftheparallelcapacitoraccesssystem（2）靜止無功補(bǔ)償器SVC 可以對無功輸出進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，并且可以正、反向調(diào)節(jié)。是一種不受超前一滯后范圍限制、可以實(shí)時補(bǔ)償?shù)臒o功補(bǔ)償裝置，但當(dāng)達(dá)到極限時，SVC 變成為一個簡單的電容器，這可能是導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定的一個原因。圖2.3 SVC 接入系統(tǒng)示意圖Fig. 2.3 Schematic diagramoftheSVC accesssystem
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM714.3

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本文編號：2676463