【摘要】：特高壓直流分層接入方式交直流系統(tǒng)間、高低換流閥組間以及2層不同電壓等級的受端交流系統(tǒng)間均存在著電氣耦合關(guān)系,系統(tǒng)的無功功率調(diào)節(jié)和電壓穩(wěn)定問題更加復(fù)雜。為解決該問題,在傳統(tǒng)單饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)(VSI)基礎(chǔ)上提出了多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)(MVSI),并結(jié)合特高壓直流分層接入數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)的計(jì)算方程。在此基礎(chǔ)上研究特高壓直流分層接入方式下受端系統(tǒng)參數(shù)、直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對換流母線靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響。分析結(jié)果表明,減小受端交流系統(tǒng)阻抗、2交流系統(tǒng)等值聯(lián)系阻抗、直流系統(tǒng)輸送功率,增大關(guān)斷角均能有效提高換流母線靜態(tài)電壓穩(wěn)定性,同時(shí)受端交流系統(tǒng)等效阻抗角也會對換流母線靜態(tài)電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
【圖文】：

繃饗低吃誦兇刺嘌曰渙髂趕呔蔡?電壓穩(wěn)定性的影響。該研究對即將建設(shè)的特高壓直流分層接入工程和大規(guī)模交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有參考意義。1特高壓直流分層接入簡化模型特高壓分層接入方式直流輸電系統(tǒng)，其額定輸送功率可達(dá)8000MW/11000MW，額定電壓分別為800kV/1100kV[5]，逆變側(cè)高壓閥組接入500kV交流母線，低壓閥組接入1000kV交流母線。2換流母線需要分別配置相應(yīng)的交流濾波器組，并且獨(dú)立的控制各自的交流電壓和無功功率，2個(gè)不同電壓等級的受端交流系統(tǒng)通過變壓器和聯(lián)系阻抗等效相聯(lián)。簡化等效模型如圖1所示。圖1中：Ei∠i為交流系統(tǒng)等值電勢；Zi∠i為交流系統(tǒng)等值阻抗；Zij∠ij為2不同電壓層級交流系統(tǒng)之間的等值聯(lián)系阻抗(忽略變壓器阻抗，且圖中所有參數(shù)均為標(biāo)幺值，交直流功率基準(zhǔn)值為直流額定輸送功率的1/2，電壓以額定電壓為基準(zhǔn)值)；Pi、Qi分別為交流系統(tǒng)有功和無功功率；Pdi、Qdi分別為直流系統(tǒng)有功和無功功率；Pij、Qij分別為2個(gè)交流系統(tǒng)之間的有功和無功交換；Ui∠i為換流站交流母線電壓；bci為交流濾波器和無功補(bǔ)償電容的等值導(dǎo)納；Qci為換流站交流濾波器和無功補(bǔ)償電容器發(fā)出的無功；Udi、Idi分別為直流電壓和電流，其中i=1、2，j=1、2且i≠j。由于特高壓直流分層送端高低壓閥組接于同一交流系統(tǒng)，故整流側(cè)采用同一套控制系統(tǒng)，而受端同一極的2閥組分別接入不同的交流系統(tǒng)，因此流過高低壓閥組的電流相等，即Id1=Id2=Id。若無特別說明，下文中下標(biāo)1表示500kV交流系統(tǒng)及高壓閥組側(cè)參數(shù)，下標(biāo)2表示1000kV交流系統(tǒng)及低壓閥組側(cè)參數(shù)。2多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)MVSI文獻(xiàn)[16]提出用電壓穩(wěn)定指標(biāo)(VSI)來衡量單饋入交直流系?

梢鑰闖觶嘈?直流電流較小時(shí)，等效阻抗角越大，多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)越大，隨著電流的增加，當(dāng)電流增加到一定程度后，系統(tǒng)等效阻抗角越小，多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)越大。當(dāng)系統(tǒng)處于額定運(yùn)行狀況時(shí)(Id=1)，在受端交流系統(tǒng)強(qiáng)度(系統(tǒng)等效阻抗值的幅值不變)相同時(shí)，受端交流系統(tǒng)等值阻抗角越小，有利于提高換流母線的電壓穩(wěn)定性。為進(jìn)一步說明在特高壓分層接入系統(tǒng)額定運(yùn)行狀態(tài)下等效阻抗角對換流母線電壓穩(wěn)定性的影響。表1給出了1、2=70°、80°、90°的各種組合下所對應(yīng)的電壓穩(wěn)定指標(biāo)。對比組合(1)、(2)、(3)圖2MVSI計(jì)算流程圖Fig.2CalculationflowchartofMVSI圖3交流系統(tǒng)等值阻抗對多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)的影響Fig.3EffectofequivalentimpedanceofACsystemonMVSI圖4等值聯(lián)系抗對多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)的影響Fig.4EffectofequivalentcouplingimpedanceonMVSI或(1)、(4)、(5)，當(dāng)減小某一電壓等級交流系統(tǒng)等效阻抗角時(shí)，與之相對應(yīng)的電壓等級換流母線電壓穩(wěn)定性增強(qiáng)，同時(shí)另一電壓等級換流母線的電壓穩(wěn)定性也增強(qiáng)，對比組合(1)、(6)、(7)可知，帶來上述結(jié)論的原因不是2交流系統(tǒng)阻抗角的差值，進(jìn)一步證

劉天宇，王渝紅，龔鴻，等：特高壓直流分層接入方式下受端換流母線靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究3235阻抗Z12=1，改變500/1000kV側(cè)受端交流系統(tǒng)阻抗，研究其對換流母線靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響。從圖3中可以看出當(dāng)500kV交流系統(tǒng)阻抗增大時(shí)，與之對應(yīng)的500kV換流母線的多饋入穩(wěn)定指標(biāo)減校說明交流系統(tǒng)阻抗越大，交流系統(tǒng)越弱，換流母線電壓穩(wěn)定性越弱。對比圖3中3條曲線，當(dāng)1000kV側(cè)交流系統(tǒng)阻抗Z2=1/5時(shí)，500kV側(cè)換流母線MVSI1大于Z2=1/4和Z2=1/3時(shí)所對應(yīng)的MVSI1，即當(dāng)減小受端一電壓等級系統(tǒng)的阻抗時(shí)，可以提高另一電壓等級換流母線的電壓穩(wěn)定指標(biāo)，因此與強(qiáng)交流系統(tǒng)相連可提升弱交流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。一般情況下，1000kV交流網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)于500kV交流網(wǎng)絡(luò)，即Z2<Z1，相較于受端聯(lián)于2交流系統(tǒng)強(qiáng)度相當(dāng)?shù)亩囵伻胫绷飨到y(tǒng)，特高壓直流分層接入方式可充分發(fā)揮此特點(diǎn)，提升500kV換流母線靜態(tài)電壓穩(wěn)定性。等值聯(lián)系阻抗Z12的大小表示2交流系統(tǒng)電氣聯(lián)系的緊密程度。Z12越小，表示500kV和1000kV受端交流系統(tǒng)電氣聯(lián)系越緊密。為研究等值聯(lián)系阻抗的大小對2不同電壓等級換流母線電壓穩(wěn)定性的影響，保持2交流系統(tǒng)阻抗值不變，通過改變等值聯(lián)系阻抗Z12的值，分別對500kV及1000kV換流母線電壓穩(wěn)定指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算。從圖4中可以看出等值聯(lián)系阻抗越小，500kV及1000kV換流母線多饋入電壓穩(wěn)定指標(biāo)越大。這是因?yàn)殡姎饴?lián)系越緊密，2交流系統(tǒng)之間的無功支持越強(qiáng)，其電壓穩(wěn)定性越強(qiáng)。文獻(xiàn)[4]指出，除受端系統(tǒng)等值阻抗外，受端交流系統(tǒng)等效阻抗角也會影響直流系統(tǒng)穩(wěn)定性，圖5以500kV側(cè)為例，研究了當(dāng)受端接入不同等效阻抗角的交流系統(tǒng)時(shí)，換流母線電壓穩(wěn)定指標(biāo)變化情況。在實(shí)際系統(tǒng)中阻抗角的典型值為75°~85°，因此分別選

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本文編號：2777430