含VSC-MTDC的电力系统静态电压稳定域边界构建方法研究

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随着电力电子技术的大规模应用,在提高电网运行安全性和经济性的同时,也进一步加剧了电力系统静态电压稳定的评估难度,而静态电压稳定域(static voltage stability region,SVSR)为评估强波动性和随机性下的电力系统静态电压稳定性提供了有效的解决方案。针对电力电子化背景下的电压稳定性分析问题,本文以基于空间切向量的交流系统SVSR超平面近似边界构建方法为基础,实现含电压源型多端直流输电(voltage sourced converter based multi-terminal high voltage direct current,VSC-MTDC)技术的交直流系统SVSR高精度构建,主要研究内容如下:(1)提出一种静态电压稳定域边界(static voltage stability region boundary,SVSRB)近似的空间切向量法。首先采用SVSRB搜索的预测-校正算法搜索SVSR临界点,然后基于该临界点处空间切向量的空间角与最大空间角阈值的关系,对SVSRB进行初始分段近似,以SVSR临界点到初始近似边界的距离与最大距离误差阈值的关系为依据,对初始近似边界进行二次近似,计及SVSRB曲率的变化,得到更为精确的SVSR分段超平面近似边界,实现SVSRB近似解析表达式的准确构建。最后,将所提方法应用于WECC 3机9节点测试系统和欧洲电网13659节点测试系统,结果表明,所提方法可有效实现SVSRB精确近似解析表达和准确构建。(2)提出一种含VSC-MTDC的交直流系统静态电压稳定域构建方法。首先构建计及换流站控制策略转换的交直流系统连续潮流模型,进而求取合理控制策略组合下的交直流系统鞍节分岔(saddle node bifurcation,SNB)点及其对应的静态电压稳定裕度,然后以交直流系统SVSRB搜索的预测-校正算法模型为基础,基于SVSRB近似的空间切向量法实现SVSRB近似解析表达式的准确构建。最后,将所提方法应用于含VSC-MTDC的IEEE-5节点测试系统和IEEE-118节点测试系统中进行分析、验证,结果表明,所提方法可有效实现含VSC-MTDC的电力系统SVSRB临界点搜索,进而准确构建SVSRB近似解析表达式。
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