大规模直流馈入受端交流系统电压稳定在线评估

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受我国能源资源基地与受端负荷中心之间相距甚远的复杂国情的需要,高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电技术因为其在远距离、大容量、异步互联、潮流可控等方面的突出优点,使得其在我国“西电东送”、“全国互联”的“新时代”国家战略中充当着极其关键的角色。多类型高压直流系统与受端交流电网共同组合成“多直流馈入系统(Multi-Infeed HVDC System,MIDC System)”或“混合多直流馈入系统(Hybrid Multi-Infeed HVDC System,HMIDC System)”。随着高压直流馈送到受端交流电网的规模越来越大,部分常规机组关停,受端交流电网对于高压直流系统的动态无功电压支撑能力逐步降低,“多馈入系统”的电压稳定性问题电力系统电压稳定性问题更加突出。如何在线准确评估“多馈入系统”电压稳定性,本文对多馈入系统仿真模型的搭建,电压稳定性指标的提出,以及算例验证等方面开展了深入的研究。本文针对多LCC-HVDC馈入系统以及含VSC-HVDC的混合多馈入系统,首先,分别基于节点电压电流关系,将上述两个系统模型分别降阶,提出等值单馈入系统模型和广义两馈入系统模型。其次,基于上述系统模型,提出适用于不同系统的功率灵敏因子,即,等效节点功率灵敏因子(equivalent nodal power sensitivity factor,ENPSF)和混合功率灵敏因子(hybrid power sensitivity factor,HPSF),以及短路比指标分析方法,即,等效运行短路比(equivalent operating short circuit ratio,EOSCR)和混合广义短路比(hybrid generalized short circuit ratio,HGSCR),并且给出所提出的短路比指标的理论临界值,以此为电网运行人员提供判断多馈入系统临界电压稳定的合理判据。再次,以功率灵敏度为媒介,建立所提出的短路比指标与电压稳定性之间的数学与物理联系以及与传统短路比之间的数学联系。最后,基于PSCAD/EMTDCTM分别搭建两LCC-HVDC馈入系统模型和混合三馈入系统模型,进行指标的有效性验证。
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