隨著“一帶一路”建設(shè)和“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的實(shí)施,推動了各大洲大型能源基地開發(fā)和電網(wǎng)跨國互聯(lián),實(shí)現(xiàn)清潔能源大規(guī)模、大范圍、高效率優(yōu)化配置,是今后一段時期內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展的重要方向。直流輸電以其在大容量、遠(yuǎn)距離輸電方面的明顯優(yōu)勢,已成為推動我國電力發(fā)展的重要技術(shù)手段。目前有的新建能源基地地理位置偏遠(yuǎn),遠(yuǎn)離負(fù)荷中心。能源基地近端的地方電網(wǎng)有并網(wǎng)需求,但是這些地方電網(wǎng)規(guī)模小、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)弱,是否能夠通過與直流系統(tǒng)相連,獲得多方滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的效果,是規(guī)劃設(shè)計中亟待解決的課題。據(jù)此,本文基于規(guī)劃視角,研究能源基地直流外送系統(tǒng)的并網(wǎng)模式選擇問題,論文具體研究內(nèi)容如下:(1)建立了考慮地方電網(wǎng)的能源基地直流外送系統(tǒng)模型。分析了能源基地直流外送系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和孤島接入的并網(wǎng)模式特點(diǎn)及存在的技術(shù)問題,建立了包括直流系統(tǒng)主電路模塊、控制系統(tǒng)模塊、直流附加控制模塊的能源基地直流外送系統(tǒng)模型;采用動態(tài)等值法建立了地方電網(wǎng)動態(tài)模型;參考某實(shí)際直流工程參數(shù),搭建了 BPA仿真模型。(2)確定了基于電力電量分析和系統(tǒng)備用容量分析的并網(wǎng)模式選擇原則,以聯(lián)網(wǎng)和孤島并網(wǎng)模式為對照組,從潮流、短路電流、暫態(tài)穩(wěn)定的角度提出了能源基地直流外送系統(tǒng)的并網(wǎng)模式選擇方法,給出了模式選擇方法的總體流程及步驟;設(shè)計了潮流、短路電流、暫態(tài)穩(wěn)定校驗(yàn)具體內(nèi)容;確定了第一級、第二級暫態(tài)安全穩(wěn)定校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和暫穩(wěn)校驗(yàn)判據(jù)。最后,以某實(shí)際直流工程為算例,驗(yàn)證了模式選擇方法的有效性與適應(yīng)性。(3)針對聯(lián)網(wǎng)和孤島模式轉(zhuǎn)換問題,提出了一種同時滿足聯(lián)網(wǎng)和孤島穩(wěn)定運(yùn)行條件的并網(wǎng)模式GICM(grid＆island-connected mode,簡稱GICM)并確定其接線方案。進(jìn)一步地,提出了 GICM模式選擇方法;設(shè)計了包括潮流調(diào)整、短路電流限制和暫態(tài)穩(wěn)定控制的方案改造措施;通過算例仿真驗(yàn)證了 GICM模式選擇方法的有效性。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM73
【部分圖文】：

我國采用直流外送的能源基地大多與容量大、網(wǎng)架強(qiáng)的地方電網(wǎng)在直流系統(tǒng)送端聯(lián)網(wǎng)后，??再經(jīng)直流外送到負(fù)荷中心，即聯(lián)網(wǎng)接入模式（ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?ｍｏｄｅ，記為ＧＣＭ）。以云廣??±８００ｋＶ／５０００ＭＷ特高壓直流輸電系統(tǒng)為例（接線如下圖２－１所示），其將小灣水電站４ｘ６９５ＭＷ、??金安橋水電站４ｘ５９５ＭＷ的電能輸送到廣東電網(wǎng)，同時在送端換流站并入云南電網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)在??于當(dāng)直流閉鎖導(dǎo)致功率無法送出時，近端地方電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)、負(fù)荷能夠發(fā)揮功率調(diào)節(jié)作用，??承擔(dān)一部分功率轉(zhuǎn)移量，因而送端頻率穩(wěn)定性問題較少［４４］。??但是，采用ＧＣＭ，當(dāng)直流外送功率較大時，直流擾動會使送端交流聯(lián)絡(luò)線潮流加重，極??端情況下可能導(dǎo)致規(guī)模小、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)弱的地方電網(wǎng)失穩(wěn)，對送端系統(tǒng)帶來嚴(yán)重沖擊。??金安橋電廠??小灣電廠?＾雄換流站ｓｒ＊流??和平變電站??南??圖２－１云南一廣東高壓直流系統(tǒng)接線圖??２．３孤島接入模式的問題??為了有效隔離地方電網(wǎng)與直流系統(tǒng)的相互影響，也有將能源基地直接接入直流整流側(cè)換??６??

不與送端地方電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，即孤島接入模式（ｉｓｌａｎｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?ｍｏｄｅ，記為ＩＣＭ）。這樣，??直流線路只傳輸能源基地送出的功率，與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)無功率交換，形成電氣關(guān)系上的“孤島”。??我國投運(yùn)的呼倫貝爾－遼寧、向家壩一上海、蒙古－天津（接線如下圖２－２所示）等直流工??程送端采用ＩＣＭ，這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于能有效隔離地方電網(wǎng)與直流系統(tǒng)相互影響。但是，對??于ＩＣＭ，直流系統(tǒng)擾動會導(dǎo)致能源基地發(fā)電機(jī)發(fā)出功率與直流輸送功率間的不平衡，引起送??端系統(tǒng)頻率和電壓波動。當(dāng)能源基地出現(xiàn)大量有功功率盈缺時，僅依靠原動機(jī)和調(diào)速器調(diào)節(jié)，??難以快速解決頻率波動問題。??錫伯敖包?＿???＿??京津唐電Ｍ??布斯放包??圖２－２蒙古一天津高壓直流系統(tǒng)接線圖??２．４能源基地直流外送系統(tǒng)建模??能源基地直流外送系統(tǒng)總體建�？蚣苋缦聢D２－３所示：??能源基地直流外送系統(tǒng)模型???４ｒ??Ｉ???直流系統(tǒng)模型?交流系統(tǒng)模型??Ｙ?Ｙ??；???Ｉ???主ｔｋ路１１控制系統(tǒng)１１能源基地Ｉ?Ｉ受端無窮大系ｆ??圖２－３能源基地直流外送系統(tǒng)總體建�？蚣�??其中，能源基地每臺發(fā)電機(jī)組均采用５階或６階模型，并考慮勵磁、調(diào)速系統(tǒng)作用。地??方電網(wǎng)等值為單臺發(fā)電機(jī)和綜合負(fù)荷，其發(fā)電機(jī)類型與能源基地機(jī)組保持一致。直流輸電線??路采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，并考慮直流緊急功率控制與附加頻率控制作用。對直流控制的建模方面，??基于ＣＩＧＲＥ標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)控制模塊建立與工程實(shí)際較為一致的有功／無功控制模型，使得直流系??統(tǒng)可以按照實(shí)際工況調(diào)節(jié)附加有功控制器

不與送端地方電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，即孤島接入模式（ｉｓｌａｎｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?ｍｏｄｅ，記為ＩＣＭ）。這樣，??直流線路只傳輸能源基地送出的功率，與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)無功率交換，形成電氣關(guān)系上的“孤島”。??我國投運(yùn)的呼倫貝爾－遼寧、向家壩一上海、蒙古－天津（接線如下圖２－２所示）等直流工??程送端采用ＩＣＭ，這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于能有效隔離地方電網(wǎng)與直流系統(tǒng)相互影響。但是，對??于ＩＣＭ，直流系統(tǒng)擾動會導(dǎo)致能源基地發(fā)電機(jī)發(fā)出功率與直流輸送功率間的不平衡，引起送??端系統(tǒng)頻率和電壓波動。當(dāng)能源基地出現(xiàn)大量有功功率盈缺時，僅依靠原動機(jī)和調(diào)速器調(diào)節(jié)，??難以快速解決頻率波動問題。??錫伯敖包?＿???＿??京津唐電Ｍ??布斯放包??圖２－２蒙古一天津高壓直流系統(tǒng)接線圖??２．４能源基地直流外送系統(tǒng)建模??能源基地直流外送系統(tǒng)總體建�？蚣苋缦聢D２－３所示：??能源基地直流外送系統(tǒng)模型???４ｒ??Ｉ???直流系統(tǒng)模型?交流系統(tǒng)模型??Ｙ?Ｙ??；???Ｉ???主ｔｋ路１１控制系統(tǒng)１１能源基地Ｉ?Ｉ受端無窮大系ｆ??圖２－３能源基地直流外送系統(tǒng)總體建�？蚣�??其中，能源基地每臺發(fā)電機(jī)組均采用５階或６階模型，并考慮勵磁、調(diào)速系統(tǒng)作用。地??方電網(wǎng)等值為單臺發(fā)電機(jī)和綜合負(fù)荷，其發(fā)電機(jī)類型與能源基地機(jī)組保持一致。直流輸電線??路采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，并考慮直流緊急功率控制與附加頻率控制作用。對直流控制的建模方面，??基于ＣＩＧＲＥ標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)控制模塊建立與工程實(shí)際較為一致的有功／無功控制模型，使得直流系??統(tǒng)可以按照實(shí)際工況調(diào)節(jié)附加有功控制器
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊浚文;黃偉;吳琛;李玲芳;張丹;張杰;;±500kV直流對云南電網(wǎng)運(yùn)行的影響分析[J];云南電力技術(shù);2015年02期

2 劉大鵬;程曉絢;茍銳鋒;張萬榮;王晶;;異步聯(lián)網(wǎng)工程柔性直流換流站過電壓與絕緣配合[J];高壓電器;2015年04期

3 張新燕;孟瑞龍;梅生偉;王維慶;楊文靜;;含大規(guī)模風(fēng)電送端系統(tǒng)對直流系統(tǒng)的影響[J];高電壓技術(shù);2015年03期

4 蔡葆銳;王興剛;司大軍;;異步聯(lián)網(wǎng)對云南電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的影響[J];云南電力技術(shù);2015年01期

5 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

6 劉濤;李婧靚;李明;黎小林;;南方電網(wǎng)魯西背靠背直流異步聯(lián)網(wǎng)工程控制保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計方案[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2014年06期

7 陳樹勇;逄博;陳得治;牛拴保;王吉利;霍超;宋云亭;;新疆電網(wǎng)多送出直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行特性分析[J];中國電力;2014年04期

8 王華偉;韓民曉;范園園;吳婭妮;張健;雷霄;;呼遼直流孤島運(yùn)行方式下送端系統(tǒng)頻率特性及控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年05期

9 高文;榮紅;蔡衛(wèi)江;;±800kV直流孤島方式下小灣調(diào)速系統(tǒng)控制策略研究及應(yīng)用[J];水電自動化與大壩監(jiān)測;2013年02期

10 郭小江;郭強(qiáng);馬世英;徐征雄;張彥濤;卜廣全;王成山;;直流孤島送電系統(tǒng)的系統(tǒng)接入技術(shù)要求研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2012年34期

本文編號：2886006