特高压直流分层接入方式下受端换流母线静态电压稳定性研究
【图文】：
绷飨低吃诵凶刺嘌曰涣髂赶呔蔡?电压稳定性的影响。该研究对即将建设的特高压直流分层接入工程和大规模交直流系统的安全稳定运行具有参考意义。1特高压直流分层接入简化模型特高压分层接入方式直流输电系统，其额定输送功率可达8000MW/11000MW，额定电压分别为800kV/1100kV[5]，逆变侧高压阀组接入500kV交流母线，低压阀组接入1000kV交流母线。2换流母线需要分别配置相应的交流滤波器组，并且独立的控制各自的交流电压和无功功率，2个不同电压等级的受端交流系统通过变压器和联系阻抗等效相联。简化等效模型如图1所示。图1中：Ei∠i为交流系统等值电势；Zi∠i为交流系统等值阻抗；Zij∠ij为2不同电压层级交流系统之间的等值联系阻抗(忽略变压器阻抗，且图中所有参数均为标幺值，交直流功率基准值为直流额定输送功率的1/2，电压以额定电压为基准值)；Pi、Qi分别为交流系统有功和无功功率；Pdi、Qdi分别为直流系统有功和无功功率；Pij、Qij分别为2个交流系统之间的有功和无功交换；Ui∠i为换流站交流母线电压；bci为交流滤波器和无功补偿电容的等值导纳；Qci为换流站交流滤波器和无功补偿电容器发出的无功；Udi、Idi分别为直流电压和电流，其中i=1、2，j=1、2且i≠j。由于特高压直流分层送端高低压阀组接于同一交流系统，故整流侧采用同一套控制系统，而受端同一极的2阀组分别接入不同的交流系统，因此流过高低压阀组的电流相等，即Id1=Id2=Id。若无特别说明，下文中下标1表示500kV交流系统及高压阀组侧参数，下标2表示1000kV交流系统及低压阀组侧参数。2多馈入电压稳定指标MVSI文献[16]提出用电压稳定指标(VSI)来衡量单馈入交直流系?
梢钥闯觯嘈?直流电流较小时，等效阻抗角越大，多馈入电压稳定指标越大，随着电流的增加，当电流增加到一定程度后，系统等效阻抗角越小，多馈入电压稳定指标越大。当系统处于额定运行状况时(Id=1)，在受端交流系统强度(系统等效阻抗值的幅值不变)相同时，受端交流系统等值阻抗角越小，有利于提高换流母线的电压稳定性。为进一步说明在特高压分层接入系统额定运行状态下等效阻抗角对换流母线电压稳定性的影响。表1给出了1、2=70°、80°、90°的各种组合下所对应的电压稳定指标。对比组合(1)、(2)、(3)图2MVSI计算流程图Fig.2CalculationflowchartofMVSI图3交流系统等值阻抗对多馈入电压稳定指标的影响Fig.3EffectofequivalentimpedanceofACsystemonMVSI图4等值联系抗对多馈入电压稳定指标的影响Fig.4EffectofequivalentcouplingimpedanceonMVSI或(1)、(4)、(5)，当减小某一电压等级交流系统等效阻抗角时，与之相对应的电压等级换流母线电压稳定性增强，同时另一电压等级换流母线的电压稳定性也增强，对比组合(1)、(6)、(7)可知，带来上述结论的原因不是2交流系统阻抗角的差值，进一步证
刘天宇，王渝红，龚鸿，等：特高压直流分层接入方式下受端换流母线静态电压稳定性研究3235阻抗Z12=1，改变500/1000kV侧受端交流系统阻抗，研究其对换流母线静态电压稳定性的影响。从图3中可以看出当500kV交流系统阻抗增大时，与之对应的500kV换流母线的多馈入稳定指标减校说明交流系统阻抗越大，交流系统越弱，换流母线电压稳定性越弱。对比图3中3条曲线，当1000kV侧交流系统阻抗Z2=1/5时，500kV侧换流母线MVSI1大于Z2=1/4和Z2=1/3时所对应的MVSI1，即当减小受端一电压等级系统的阻抗时，可以提高另一电压等级换流母线的电压稳定指标，因此与强交流系统相连可提升弱交流系统的电压稳定性。一般情况下，1000kV交流网络强于500kV交流网络，即Z2<Z1，相较于受端联于2交流系统强度相当的多馈入直流系统，特高压直流分层接入方式可充分发挥此特点，提升500kV换流母线静态电压稳定性。等值联系阻抗Z12的大小表示2交流系统电气联系的紧密程度。Z12越小，表示500kV和1000kV受端交流系统电气联系越紧密。为研究等值联系阻抗的大小对2不同电压等级换流母线电压稳定性的影响，保持2交流系统阻抗值不变，通过改变等值联系阻抗Z12的值，分别对500kV及1000kV换流母线电压稳定指标进行分析计算。从图4中可以看出等值联系阻抗越小，500kV及1000kV换流母线多馈入电压稳定指标越大。这是因为电气联系越紧密，2交流系统之间的无功支持越强，其电压稳定性越强。文献[4]指出，除受端系统等值阻抗外，受端交流系统等效阻抗角也会影响直流系统稳定性，图5以500kV侧为例，研究了当受端接入不同等效阻抗角的交流系统时，换流母线电压稳定指标变化情况。在实际系统中阻抗角的典型值为75°~85°，因此分别选
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