直流配网电压控制及电压稳定性研究

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随着经济社会的发展和电力电子技术的进步,基于电压源换流器的柔性直流技术由于其自身的一系列优势在输电领域得到了广泛应用,而其在配电领域的应用还刚刚起步.电压稳定性是交流配网安全稳定运行的重要指标,而相对于交流配网,直流配网通常接入更多对电压变化敏感的电力电子设备,因此维持其直流电压的稳定性有着极为重要的意义。本文以直流配网作为研究对象,对其本地控制和协调控制系统进行了归纳总结和仿真建模,并在此基础上对其静态和暂态电压稳定性进行了分析.静态稳定性方面,基于电压源型换流站本地控制的线性化的小干扰分析模型,推导了采用下垂控制的通用小干扰稳定性分析模型。并进一步设计了小干扰等效阻抗方法,采用这种等效方法可以将多端直流配网逐端简化为单端换流站与若干小干扰等效阻抗组成的系统,利于采用根轨迹方法定量讨论直流配网的静态稳定性及其影响因素。暂态稳定性方面,在本地控制的内外环之间设计了一种新型交流电流限幅环节,使换流站在直流电压大幅度跌落时依然可以输出最大功率,以促进直流电压的恢复,以此为基础,对直流配网在电压跌落时的暂态稳定性进行定量分析。最后通过PSCAD/EMTDC数字仿真软件,验证了静态和暂态电压稳定分析结论的有效性。
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