【摘 要】
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随着区域电网的互联互通、电网规模的不断扩大和电力电子化电力系统逐步形成,电力系统的运行方式愈发复杂,导致我国电力系统安全稳定问题日益突出。主动解列是减少故障损失、限制干扰范围的有效措施,对保证电网安全稳定运行具有重要的意义。VSC-HVDC能够同时独立控制有功功率和无功功率,且在交流电网互联、孤岛供电等方面具有很大的优势。因此,本文针对交流电网解列后孤岛内部功率不平衡导致电压频率越限问题,将一种背
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（NO.51077109）国家自然科学基金项目《基于功率传递电网间同期并列理论与应用研究》；
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随着区域电网的互联互通、电网规模的不断扩大和电力电子化电力系统逐步形成,电力系统的运行方式愈发复杂,导致我国电力系统安全稳定问题日益突出。主动解列是减少故障损失、限制干扰范围的有效措施,对保证电网安全稳定运行具有重要的意义。VSC-HVDC能够同时独立控制有功功率和无功功率,且在交流电网互联、孤岛供电等方面具有很大的优势。因此,本文针对交流电网解列后孤岛内部功率不平衡导致电压频率越限问题,将一种背靠背VSC-HVDC复合装置接入交流电网适当的位置,提出基于改进谱聚类算法的含背靠背VSC-HVDC复合装置的电网主动解列断面搜索方法及实现解列后孤岛功率调节的控制策略。论文主要工作内容如下:首先简要介绍了背靠背VSC-HVDC复合装置的总电路拓扑及功能,针对背靠背VSC-HVDC复合装置的接入点问题,从电力系统关键脆弱线路辨识角度出发,提出一种基于关键脆弱线路辨识的背靠背VSC-HVDC复合装置接入点选择方法,该方法综合全局和局部、有功和无功两方面对线路的脆弱度进行评价并排序,利用新英格兰39节点算例验证所提方法的有效性。针对含背靠背VSC-HVDC复合装置的电网主动解列最优断面搜索问题,提出基于改进谱聚类算法的最优解列断面搜索方法。将传统的谱聚类算法改进为含约束的谱聚类算法,保证满足电力系统稳定运行的发电机同调约束以及实现系统解列后孤岛间功率交换的背靠背VSC-HVDC复合装置连接约束。同时,在进行最优解列断面搜索时,考虑线路电抗和有功、无功潮流冲击的综合影响,并以此构建最优断面搜索的目标函数,得到更有利于电网稳定和接近工程实际的解列断面。最后,通过新英格兰39节点系统对所提方法的可行性和有效性进行验证。针对电力系统失稳解列后孤岛出现大幅功率缺额或盈余导致电网电压和频率越限问题,提出基于背靠背VSC-HVDC复合装置实现孤岛功率调节的控制策略。利用背靠背VSC-HVDC复合装置异步连接解列子系统实现孤岛间功率交换,减少切机切负荷操作,降低系统解列成本,运用新英格兰39节点算例验证所提控制策略的有效性。
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