含有直流潮流控制器的直流电网运行特性研究

发布时间：2017-03-26 05:16

  本文关键词：含有直流潮流控制器的直流电网运行特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于电压源型换流器的多端直流输电系统及直流电网在大规模可再生能源并网和智能电网建设中发挥着举足轻重的作用,其潮流分布取决于各支路的电阻。根据电路理论知识,对于一个含有网孔的直流系统,支路潮流能够由N个换流站独立控制的数量为N-1,而直流电网中多出N-1条的支路潮流无法得到有效的调节控制,因此仅依靠换流站无法实现对直流电网内部潮流的优化调节控制,甚至在某些运行状况造成不可控线路的过载切除,危及直流电网甚至是与直流电网直接相连的交流电网的运行安全。为此,直流电网中都需要配置潮流控制装备来配合换流站控制,改善潮流在直流电网内部各支路间的分配情况,使得直流电网内部潮流分布的有效调节控制成为可能。本文首先综述国内外对直流潮流控制器拓扑结构、控制方式及控制效果的研究现状,选取了适于本研究的直流潮流控制器类型。结合直流潮流控制器的外特性,将其控制参数引入到直流电网潮流计算中,建立了直流电网各支路潮流关于控制参数的灵敏度模型,并提出基于电流灵敏度的分析方法研究直流潮流控制器对直流电网潮流分布的影响。以舟山五端直流电网为例,实例仿真验证了灵敏度分析法的正确性和有效性。直流电网接入直流潮流控制器后,采用常规潮流计算将增加新的节点,导致系统节点导纳矩阵和雅克比矩阵阶数的增加、矩阵元素的变化等,给潮流计算带来附加计算量,影响潮流计算的速度和效率。本文将等效注入功率法引入含有潮流控制器的直流电网潮流计算中,新产生的节点对支路潮流分布的影响便以附加注入功率的形式转移到控制器安装支路的两端节点,成功避免了新节点引入的附加计算量。通过等效注入功率法潮流程序和仿真软件PSAT对含有一个和多个控制器时的直流电网潮流计算结果的对比,所提方法的准确性得到验证。之后,为更充分发挥直流潮流控制器在直流电网潮流调节中的控制作用,降低直流电网中支路过载切除甚至换流站停运的风险并考虑运行经济性因素,本文探讨了直流潮流控制器的安装位置及其安装数量问题。针对直流电网正常运行状况以及N-1运行状况的分析,提出了直流电网中基于电流灵敏度以及结合了直流电网线路损耗的直流潮流控制器最优安装位置配置原则。本课题为含有直流潮流控制器的直流电网潮流计算、最优配置以及控制运行提供了技术参考,对于提高直流电网运行的稳定性和经济性、充分发挥直流潮流控制器灵活控制的优势具有重要意义。
【关键词】：直流电网 直流潮流控制器 等效注入功率法 电流灵敏度 最优安装位置
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 柔性直流输电技术12-16
• 1.2.1 柔性直流输电系统（VSC-HVDC）12-13
• 1.2.2 多端柔性直流输电系统（VSC-MTDC）13-16
• 1.3 国内外关于DCPFC的研究现状16-17
• 1.4 典型直流潮流控制器（DCPFC）简介17-22
• 1.4.1 可变串联电阻器型直流潮流控制器17-20
• 1.4.2 直流变压器型直流潮流控制器20-21
• 1.4.3 串联电压源型直流潮流控制器21-22
• 1.5 本课题的研究内容22-23
• 第2章 直流潮流控制器对直流电网潮流分布的影响23-32
• 2.1 含有直流潮流控制器的直流电网稳态模型23-24
• 2.2 三端直流电网电流灵敏度公式推导24-26
• 2.3 直流电网电流灵敏度公式推广26-27
• 2.4 算例分析DCPFC对直流电网潮流分布的影响27-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 含有DCPFC的直流电网潮流计算方法研究32-39
• 3.1 直流电网潮流计算32-34
• 3.2 等效注入功率法公式推导34-35
• 3.3 算例分析35-38
• 3.3.1 单条支路含DCPFC36-37
• 3.3.2 多条支路含DCPFC37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 直流潮流控制器的最优安装位置39-48
• 4.1 正常运行时DCPFC的配置39-41
• 4.2 N-1 工况下备用DCPFC的配置41-45
• 4.2.1 N-1 工况时潮流结果分析41-42
• 4.2.2 L24开路时备用DCPFC的配置42-44
• 4.2.3 正常工况下备用DCPFC的功能验证44-45
• 4.2.4 结论45
• 4.3 计及直流电网线路损耗的DCPFC配置45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 结论48-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果53-54
• 致谢54

【参考文献】

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本文编号：268323