【摘 要】
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由于能源资源分布配置及经济发展的不均衡,特高压交直流输电及联网形势日益发展。多直流格局使电网架构发生了很大变化,交直流相互耦合程度增强,电网发生故障对系统的冲击由局部化转向全局化。传统的安控措施已无法适应新的电网需求,为了预防连锁故障带来的风险,需对系统故障后采取的多资源安控策略进行暂态安全评估,校核其使系统恢复稳定运行的有效性。在校核中为了在能够保证暂态安全评估准确性的同时,减少其大量仿真场景繁
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由于能源资源分布配置及经济发展的不均衡,特高压交直流输电及联网形势日益发展。多直流格局使电网架构发生了很大变化,交直流相互耦合程度增强,电网发生故障对系统的冲击由局部化转向全局化。传统的安控措施已无法适应新的电网需求,为了预防连锁故障带来的风险,需对系统故障后采取的多资源安控策略进行暂态安全评估,校核其使系统恢复稳定运行的有效性。在校核中为了在能够保证暂态安全评估准确性的同时,减少其大量仿真场景繁重的计算量,有必要对交直流电网进行动态等值以减小系统规模。在上述新趋势下,动态等值模型能否准确模拟原系统发生故障后的动态特性及响应,是交直流系统动态等值所面临的关键挑战。本文结合电网安全风险防控提升的需求,从等值边界的影响和确定等值边界的方法两个方面对动态等值展开了研究,弥补了现有该环节系统性方法的缺失,从而形成了完整的动态等值建模方法。本文主要工作如下:首先,研究了动态等值中同调等值法各环节的原理及实现过程。为提高同调母线化简的精度并改善该过程的复杂程度,以移相变压器为出发点提出了对母线化简的实用化改进措施。算例分析表明,改进后的动态等值方法能够基本保持原系统的交直流动态特性,并为后文研究及确定边界后的等值计算奠定了基础。其次,研究分析了故障后不同等值边界对交直流系统动态特性的影响,得出确定等值边界的原则。首先基于交直流之间的耦合关系,确定母线间的电气距离,以故障后的母线电压为依据选取边界,继而通过对比不同边界的动态特性仿真结果,以及对不同节点发生故障时对直流响应特性的影响程度,分析获得指导划分等值边界的基本原则,为初始等值边界的确定提供了依据。再次,提出了考虑安控策略的交直流电力系统动态等值边界确定方法。本文针对具体故障,基于图论思想,利用Dijkstra算法在系统网络中搜索路径获取等值边界,根据前述研究的原则增加补充边界,融合为综合边界。并按照不同研究对误差精度的不同需求对等值边界进行动态调整,为不同预想故障下不同动态等值模型的建立,提供了可参考的可视化等值边界,避免了人为指定边界的不确定性。算例分析表明,采用该方法等值后的系统,不仅满足原系统的等值误差要求,保留了原系统的主要动态特性,也同时减小了系统规模,验证了该方法的有效性。此外,设计开发了动态等值程序及与PSS/E联合仿真。建立了程序联合仿真的设计架构,对每个子模块进行了具体描述,并在其中考虑了直流系统及安控策略的影响,较好的满足了目前交直流耦合逐渐增强需考虑连锁故障的需求。
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