多直流系统混合馈入的电力系统恢复研究

来源 :华北电力大学(保定)   | 被引量 : 0次 | 上传用户:asd_012
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随着常规高压直流输电系统(Line Commutated Converter based high voltage direct current, LCC-HVDC)在输电领域的广泛应用和柔性直流输电系统(Voltage Source Converter based high voltage direct current, VSC-HVDC)的快速发展,我国电网形态正逐渐向大规模交直流混联电网发展。电力系统网络形态的改变一方面提高了系统运行调控便捷性,但也增大了系统停电后恢复的复杂性;同时,电力系统网络形态的改变也给交流系统恢复提供了新思路和手段。本文针对多种直流混合馈入的交流系统网络,研究将LCC-HVDC与VSC-HVDC纳入黑启动系统恢复进程中,对现有黑启动恢复策略进行改进和完善,通过充分发挥各直流系统优势,可加快交直流互联系统的恢复进程。
  本文首先从理论上介绍VSC-HVDC与LCC-HVDC参与系统恢复时各自的运行特性、控制策略,明确直流系统在黑启动过程中承担的角色。利用PSCAD软件分别搭建不同直流参与系统恢复的模型,通过仿真验证了VSC与LCC同时参与系统恢复可行性,明确各直流的启动控制方式,为后续常规直流与柔性直流参与受端交流系统恢复奠定基础。
  其次,对VSC-HVDC独立启动LCC-HVDC的临界阻抗进行了分析。针对多种直流馈入系统受端无黑启动电源电网,根据常规直流系统启动对短路容量以及系统惯量的要求,分析柔性直流直接启动常规直流系统的可行性,定义了反映VSC对LCC的无功支撑能力的联结阻抗概念,该阻抗决定了LCC受端换流母线电压水平,并阐明联接阻抗是决定VSC-HVDC能否启动LCC-HVDC的关键因素,利用牛顿最优潮流法求解临界联接阻抗。基于PSCAD搭建仿真模型,验证柔性直流独立启动常规直流的可行性和所提临界联接阻抗的正确性,可为后续研究不同直流参与黑启动恢复提供理论支撑。
  最后,对混合直流馈入的受端交流系统网架重构优化进行了研究。混合直流馈入的受端交流系统黑启动时,利用VSC作为黑启动电源,恢复受端网络,可充分发挥VSC与LCC系统优势,加快系统恢复进程。针对混合直流馈入的受端交流系统,分析了VSC与LCC参与系统恢复时的作用及特性,并提出了含VSC落点的受端系统短路容量求取方法,基于此建立了混合直流馈入的受端交流系统网架重构多目标优化模型。由于LCC系统传输功率受系统恢复路径与系统强度有关,对SPEA2算法进行了改进,以恢复路径表征粒子编码方式,可对非树型恢复网络进行寻优,进而求解计及全部电源的最优网架重构方案。
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