發(fā)布時間：2020-06-02 10:12

【摘要】：隨著大功率、遠距離高壓直流輸電系統(tǒng)的不斷建設(shè)和快速發(fā)展,大規(guī)模交直流互聯(lián)電網(wǎng)在我國正逐漸形成,異步聯(lián)網(wǎng)即是其中一種典型的聯(lián)網(wǎng)方式。異步電網(wǎng)是指送、受端系統(tǒng)僅通過直流通道互聯(lián)的電網(wǎng),相較于傳統(tǒng)交流電網(wǎng),其結(jié)構(gòu)形態(tài)和運行特性都發(fā)生了重大改變。異步電網(wǎng)發(fā)生大停電后,高壓直流的深度參與將使電力系統(tǒng)的恢復(fù)控制產(chǎn)生深刻變化。因此,作為安全防御領(lǐng)域內(nèi)的新課題,研究異步聯(lián)網(wǎng)下高壓直流參與的電力系統(tǒng)恢復(fù)策略符合新一代電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)實要求,具有重要的實際意義。本文基于傳統(tǒng)交流系統(tǒng)的恢復(fù)理論,圍繞異步聯(lián)網(wǎng)下高壓直流參與的系統(tǒng)恢復(fù)策略展開研究,以常規(guī)高壓直流(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)的參與為研究重點,并對柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的參與進行初步探索。深入研究常規(guī)直流系統(tǒng)恢復(fù)與交流系統(tǒng)恢復(fù)的交互影響機制、常規(guī)直流的電源特性、停電電網(wǎng)的源網(wǎng)協(xié)調(diào)恢復(fù)優(yōu)化、多直流饋入電網(wǎng)的分區(qū)、異步送/受端電網(wǎng)的并行協(xié)調(diào)恢復(fù)和基于柔性直流的黑啟動優(yōu)化等問題。論文的主要內(nèi)容為:(1)高壓直流啟動與交流系統(tǒng)恢復(fù)的交互影響機制研究。明確常規(guī)直流啟動時的最佳控制策略和以系統(tǒng)強度表征的交流系統(tǒng)支撐能力�；陔娋W(wǎng)絡(luò)理論,分析主要影響系統(tǒng)強度的恢復(fù)操作,研究系統(tǒng)強度與交流系統(tǒng)恢復(fù)過程的量化關(guān)系,進而提出高壓直流參與下的交流系統(tǒng)恢復(fù)策略。為驗證該策略的正確性,以支撐直流啟動為目的,研究停電電網(wǎng)局部網(wǎng)絡(luò)快速重構(gòu)的優(yōu)化方法。所提高壓直流參與下的交流系統(tǒng)恢復(fù)策略可為后文研究提供理論支撐。(2)高壓直流支援下的源網(wǎng)協(xié)調(diào)恢復(fù)優(yōu)化研究�；诔Ｒ�(guī)直流啟動和運行兩階段對系統(tǒng)強度的要求,研究交流系統(tǒng)的源網(wǎng)恢復(fù)對直流支援能力的影響,得出常規(guī)直流的出力特性函數(shù),并提出“非樹型恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)”的概念。以路徑恢復(fù)表征源網(wǎng)協(xié)調(diào)恢復(fù)建立優(yōu)化模型,提出對樹型和非樹型網(wǎng)絡(luò)均適用的可行恢復(fù)方案生成方法,采用多種群遺傳算法求得最優(yōu)恢復(fù)方案。提出的直流出力特性函數(shù)和非樹型恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)概念是高壓直流參與系統(tǒng)恢復(fù)研究中的兩個重要問題,可為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。(3)多直流饋入電網(wǎng)的分區(qū)恢復(fù)方法研究。綜合考慮電網(wǎng)的社團結(jié)構(gòu)特性、交直流系統(tǒng)恢復(fù)的交互影響機制,基于系統(tǒng)強度和多直流間的交互作用,提出新的分區(qū)原則和約束條件,進而建立多直流饋入電網(wǎng)的分區(qū)模型。采用改進的GN(Girven-Newman)分裂算法獲得合理的分區(qū)方案,采用源網(wǎng)協(xié)調(diào)恢復(fù)優(yōu)化方法分析分區(qū)恢復(fù)過程。所提方法對調(diào)度人員進行多直流饋入電網(wǎng)的分區(qū)決策和恢復(fù)方案的制定具有一定的指導(dǎo)意義和參考價值。(4)異步電網(wǎng)送、受端并行協(xié)調(diào)恢復(fù)的優(yōu)化方法研究。該方法采用各端交流電網(wǎng)內(nèi)串行、網(wǎng)間并行的思想,通過高壓直流實現(xiàn)送、受端電網(wǎng)的并行協(xié)調(diào)恢復(fù)。提出各交流子網(wǎng)的送、受端角色定位原則,根據(jù)直流出力特性推導(dǎo)送、受端電網(wǎng)中各換流站的電源或負荷特性。在此基礎(chǔ)上,建立送、受端電網(wǎng)并行協(xié)調(diào)恢復(fù)的優(yōu)化模型,提出可確定直流啟動時機和協(xié)調(diào)直流與送、受端電網(wǎng)恢復(fù)的優(yōu)化方法。所提方法對異步電網(wǎng)恢復(fù)策略的研究具有一定的參考價值。(5)柔性直流參與電網(wǎng)恢復(fù)的黑啟動優(yōu)化初探。以柔性直流為黑啟動電源,對停電電網(wǎng)的擴展黑啟動優(yōu)化進行初步研究。分析柔性直流作為黑啟動電源的最佳控制策略,研究其黑啟動過程中的電源特性,提出基于柔性直流的電網(wǎng)擴展黑啟動優(yōu)化方法。采用PSCAD/EMTDC軟件搭建仿真模型,驗證最優(yōu)方案的可行性和有效性。結(jié)果表明,柔性直流系統(tǒng)是一種理想的黑啟動電源,在黑啟動過程中具有良好的吸收過剩無功功率和抑制工頻過電壓的能力。
【圖文】：

一步恢復(fù)支路。右邊支路必須后于左邊實線圓圈表路未連接電源卻已帶電的情況。逡逑２邐７邐８邐９邐３逡逑？邋？邋⑤「？邋？逡逑⑧邋③逡逑５邋６逡逑⑨邐ｊ邐②逡逑４逡逑③逡逑邐１逡逑？逡逑圖３－２邋ＩＥＥＥ邋９節(jié)點系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．３－２邋ＩＥＥＥ邋９－ｂｕｓ邋ｐｏｗｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑表３－１支路優(yōu)先權(quán)值逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－１邋Ｐｒｉｏｒｉｔｙ邋ｖａｌｕｅ邋ｏｆ邋ｂｒａｎｃｈｅｓ逡逑編號邐１２３４５６７８權(quán)值邋０．７８邐０．９５邐０．５８邐０．４５邐０．１０邐０．２３邐０．８６邐０．４０邐０Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邋．＊＊＊？？邋Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邋（邋３Ｉ邋（邋３Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑

華北電力大學(xué)博士學(xué)位論文的優(yōu)先關(guān)系及電網(wǎng)連通性約束逡逑根據(jù)路徑順序逐步恢復(fù)的，從實際意復(fù)路徑連通才能啟動，即恢復(fù)路徑存采用路徑優(yōu)先關(guān)系圖（ｐａｔｈｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅ邋ｇｒ先關(guān)系可以事先確定不同，，大規(guī)模輸在恢復(fù)過程中動態(tài)確定的。以ｆｆｉＥＥ邋９個環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的非樹型網(wǎng)絡(luò)，如圖３－２所圖３－３為該系統(tǒng)的一種ＰＰＧ，圖中虛線由黑啟動電源所連支路開始，前序己恢線右邊緊鄰的支路集是與己恢復(fù)電網(wǎng)復(fù)支路。右邊支路必須后于左邊實線接電源卻已帶電的情況。逡逑２邐７邐８邐９邐３逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM721.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 別朝紅;林雁翎;邱愛慈;;彈性電網(wǎng)及其恢復(fù)力的基本概念與研究展望[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年22期

2 劉仲;牟龍華;楊智豪;;大停電后含分布式電源的電網(wǎng)分區(qū)及負荷恢復(fù)方案[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2015年22期

3 顧雪平;趙寶斌;劉文軒;;結(jié)合多目標(biāo)優(yōu)化與灰色關(guān)聯(lián)決策的負荷恢復(fù)方法[J];電力自動化設(shè)備;2015年09期

4 孫磊;張璨;林振智;文福拴;張靜;葉琳;;大停電后電力系統(tǒng)黑啟動分區(qū)的兩步策略[J];電力自動化設(shè)備;2015年09期

5 李少巖;顧雪平;梁海平;;給定恢復(fù)目標(biāo)的擴展黑啟動方案路徑優(yōu)選[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年16期

6 趙騰;張焰;張志強;;基于串行及并行恢復(fù)的電力系統(tǒng)重構(gòu)[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年14期

7 陳碧云;韋杏秋;陳紹南;劉柏江;;基于多種群遺傳算法的電力系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化[J];電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報;2015年07期

8 瞿寒冰;尹茂林;;直流輸電系統(tǒng)接入后的恢復(fù)控制研究[J];山東電力技術(shù);2015年06期

9 孫璞玉;張焰;羅雯清;;考慮網(wǎng)架覆蓋率與分散度的網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年01期

10 張東輝;洪潮;周保榮;姚文峰;熊卿;樊麗娟;程蘭芬;李鴻鑫;;云南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)主網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案研究[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2014年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 朱海南;大停電后的機組恢復(fù)順序優(yōu)化研究[D];山東大學(xué);2015年

2 梁海平;電力系統(tǒng)大停電后分區(qū)恢復(fù)問題的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

3 瞿寒冰;大停電后的負荷恢復(fù)研究[D];山東大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 郭相陽;異步互聯(lián)送端電網(wǎng)穩(wěn)定性若干問題研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 石屹嶺;考慮恢復(fù)過程的電力系統(tǒng)分區(qū)方法研究[D];南京理工大學(xué);2017年

3 陳紅;±660kV銀東直流輸電系統(tǒng)恢復(fù)研究[D];山東大學(xué);2012年

4 譚冰雪;電力系統(tǒng)恢復(fù)分區(qū)與網(wǎng)架重構(gòu)方案評估方法研究[D];山東大學(xué);2012年

5 劉曉明;±660kV銀東直流輸電受端系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究[D];山東大學(xué);2011年

本文編號：2693001