大直流接入下电网安全稳定特性及控制策略研究

来源 :华北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rockgubao
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由于我国一次能源分布与经济发展状况不均衡,需要充分发挥电网对能源资源的优化配置作用,降低负荷中心煤炭耗量、改善环境、促进经济社会和谐发展。在此背景下,我国投运了多项特高压直流工程,在获得区域间电力输送规模大幅提升的同时,由于特高压直流工程容量大、与交流系统间耦合关系复杂,故障扰动对系统的冲击大,系统安全稳定运行面临新的压力和挑战。本文围绕特高压直流馈入受端电网安全稳定问题开展研究,包括交流系统对直流系统支撑能力指标、直流故障冲击弱交流联络线风险及控制策略、交直流故障导致电压失稳风险及控制策略。通过广泛查阅关于直流故障和交流故障引起功率转移及电压变化的相关文献,明确了国内外的研究现状;计及直流落点外电容器补偿的多馈入有效短路比指标比现有多馈入有效短路比指标更能准确地反映交流系统的强弱程度,本文利用公式推导及仿真计算研究了计及直流落点外电容器补偿的多馈入有效短路比指标受补偿点与直流落点距离、直流落点间距离、补偿容量等因素的影响规律。研究了直流故障后功率转移冲击弱交流联络线,导致联络线两侧系统功角失稳的特性,提出一种利用抽蓄切泵、直流调制、切负荷等多资源优化控制策略。为评估不同直流的功率提升调制的效果,基于失稳属性和根本特征,提出以联络线两侧母线电压相角差为主要评估指标,并对馈入山东的三回直流的调制效果进行了评估。为应对直流故障冲击弱交流联络线风险,制定了以抽蓄切泵、直流功率调制、切负荷为优先级,以最小切负荷量为目标的多资源优化控制策略,并通过华北电网算例验证了策略的可行性和有效性。研究了多直流馈入电网格局下电压失稳的风险,提出了方式预控和改进直流控制环节两方面的应对措施。以通过交直流高比例受电的山东电网为实例,分析了多直流闭锁故障、交流系统三永N-2故障等不同故障形式引发电压失稳的特性;分析了在交流系统严重故障时电压失稳的主要原因,故障后交流系统动态无功支撑能力无法满足直流系统恢复正常状态的无功需求是关键因素;制定了包括限制直流功率、增加受端系统机组旋转备用容量、增加调相机开机台数的方式预控方案;提出了改进直流控制环节控制策略,通过优化直流VDCOL参数,降低直流恢复过程的无功需求,防止电压失稳。
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