直流多馈入受端电力系统暂态电压稳定评估方法研究

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随着我国负荷中心电力需求的不断增长,而大容量电源距离负荷中心较远,需经高压直流输电对电能进行远距离输送。然而,位于负荷中心的受端系统发生三相短路将导致直流换流器换相失败,需消耗大量的无功功率,使得大干扰后受端系统暂态电压稳定问题日益突出,严重威胁到受端电力系统安全稳定运行,因此开展受端系统暂态电压稳定评估方法研究对提升受端电力系统安全稳定运行方面具有重要作用。针对该问题,本文研究了影响直流多馈入受端电力系统暂态电压稳定问题的相关因素,通过计及无功-电压动态特性来构建合理的暂态电压稳定量化评估指标,实现对直流多馈入受端电力系统暂态电压稳定评估,以解决无功-电压动态特性解析刻画较难、受端系统关键交流故障筛选困难等难题,围绕直流多馈入受端电力系统暂态电压稳定评估相关问题,本文主要研究内容如下:1)构建了直流多馈入受端电力系统模型,分析了影响受端系统暂态电压稳定性的关键因素,通过理论分析和仿真验证了传统直流系统不同控制参数、柔性直流不同控制方式及不同控制参数、感应电动机占比对暂态电压稳定性的影响,揭示了感应电动机稳定性与暂态电压稳定性间关系,为后续暂态电压稳定评估指标构建、受端系统故障筛选奠定基础。2)提出一种基于临界失稳滑差的直流多馈入受端系统暂态电压量化评价指标。在暂态电压稳定与感应电动机稳定具有一致性的基础上,借助临界失稳滑差表征暂态电压稳定状态,通过多项式拟合法表征多直流控制参数对无功功率的影响,实现了直流多馈入受端系统中传统直流和柔性直流无功功率动态特性对临界失稳滑差影响程度的显式表达;构建了表征直流多馈入受端系统暂态电压稳定性的临界失稳滑差变化率指标,借助二元表量化分析临界失稳滑差动态变化规律表征暂态电压稳定裕度,自适应调整权重使暂态电压稳定裕度刻画更加准确、合理;通过修改IEEE-68节点系统的仿真分析,验证了所提方法的有效性和准确性。3)提出了一种计及暂态电压跌落程度的直流多馈入受端系统关键交流故障筛选方法。为多层次、多角度表征直流多馈入受端系统的故障特性,构建了暂态电压稳定等6个综合评价指标,为合理量化主观因素与客观因素所占权重,综合考虑电网运行人员的经验和指标数据的客观信息,借助改进序关系分析法(G1法)和基于指标相关性的指标权重确定(CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation,CRITIC)法计算主、客观权重,通过逼近理想解排序法计算各故障线路与理想解的相对贴近度,依据相对贴近度的大小实现故障筛选;最后,通过某实际系统的仿真分析,验证所提方法的有效性和实用性。
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