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随着特高压直流输电通道的加速建设,我国电网逐步形成了“强直弱交”交直流混联电网格局。换相失败是半控型换流阀组成的直流输电系统固有的一个特性,一旦换相失败得不到有效控制,则会引发连续换相失败,严重时直流系统将触发闭锁、功率中断,对交直流混联系统的安全稳定运行构成极大威胁。因此,开展特高压交直流混联电网连续换相失败抑制及协调控制研究具有重要意义。
鉴于此,本文首先在直流控制系统层面提出两组换相失败的抑制措施,其次又针对换相失败可能造成的交流系统安全稳定运行问题,在交流系统层面提出一套协调控制措施。本文开展的主要工作和取得的主要进展如下:
(1)为有效抑制特高压直流输电系统连续换相失败,在分析了直流系统控制中低压限流环节(VDCOL)基本原理及其不同输入方式对直流系统阀组控制性能影响的基础上,提出了一种以关断角作为判据的输入信号自动切换的改进VDCOL模块。该模块通过合理设计输入信号转换控制策略,可有效地抑制了多馈入直流系统连续换相失败并提升其协调恢复速度。
(2)为抑制特高压直流输电系统换相失败引起的送端系统暂时性过电压、受端系统低电压,在分析了旁通控制对换相失败抑制的可行性的基础上,提出一种抑制多馈入特高压直流换相失败的旁通对控制策略,算例分析验证了所提控制策略对特高压直流换相失败协调恢复的提升效果。
(3)为避免换相失败造成的交流系统失稳问题,提出了一套受端电网严重故障分析方法,该方法包括电网网架结构分析、安全稳定校核及应对措施设计,以实际特高压直流输电工程为例,分析受端电网在特高压直流投入后可能面临的运行风险,并针对严重故障提出相应的安全稳定控制措施以保障其安全稳定运行。
鉴于此,本文首先在直流控制系统层面提出两组换相失败的抑制措施,其次又针对换相失败可能造成的交流系统安全稳定运行问题,在交流系统层面提出一套协调控制措施。本文开展的主要工作和取得的主要进展如下:
(1)为有效抑制特高压直流输电系统连续换相失败,在分析了直流系统控制中低压限流环节(VDCOL)基本原理及其不同输入方式对直流系统阀组控制性能影响的基础上,提出了一种以关断角作为判据的输入信号自动切换的改进VDCOL模块。该模块通过合理设计输入信号转换控制策略,可有效地抑制了多馈入直流系统连续换相失败并提升其协调恢复速度。
(2)为抑制特高压直流输电系统换相失败引起的送端系统暂时性过电压、受端系统低电压,在分析了旁通控制对换相失败抑制的可行性的基础上,提出一种抑制多馈入特高压直流换相失败的旁通对控制策略,算例分析验证了所提控制策略对特高压直流换相失败协调恢复的提升效果。
(3)为避免换相失败造成的交流系统失稳问题,提出了一套受端电网严重故障分析方法,该方法包括电网网架结构分析、安全稳定校核及应对措施设计,以实际特高压直流输电工程为例,分析受端电网在特高压直流投入后可能面临的运行风险,并针对严重故障提出相应的安全稳定控制措施以保障其安全稳定运行。