交直流电力系统暂态稳定分析与控制问题研究

发布时间：2019-01-08 16:10

【摘要】：我国能源资源和负荷需求呈逆向分布,直流输电技术因其在远距离大容量输电方面固有的经济和技术优势,在“全国联网、西电东送、北电南送”战略中发挥了举足轻重的作用。然而,随着越来越多直流输电工程的投运,我国交直流电力系统的暂态稳定问题也日益突出。本文从暂态稳定机理、系统强度量化指标和暂态稳定改善措施三个方面,研究了大规模交直流电力系统特别是多直流落点受端电网的暂态稳定问题,主要研究内容如下： (1)研究了交直流电力系统典型暂态稳定问题的物理机理。基于送受端同步联网结构和送受端异步联网结构交直流电力系统的简化模型,从暂态功角稳定、暂态电压稳定和暂态频率稳定三个方面出发,研究了交直流电力系统在交流系统短路故障和直流系统闭锁故障下典型暂态稳定问题的物理机理和敏感因素,并且以南方电网系统为例验证了其正确性。 (2)研究了多馈入有效短路比在评估多直流落点系统功率稳定性方面的有效性。首先,基于两直流落点系统的准稳态模型,分析了多馈入有效短路比与多直流落点系统功率稳定性间的定量关系,确定了多直流落点系统临界多馈入有效短路比的大致范围。然后,根据多馈入有效短路比与多直流落点系统功率稳定性之间的定量关系,给出了采用多馈入有效短路比衡量多直流落点系统各个直流落点处交流系统强度的具体标准。最后,以南方电网系统为例,验证了分析结论的有效性。 (3)归纳和提出了描述交直流电力系统电网结构品质的三种宏观指标：通道强度指标、电压强度指标和频率强度指标。首先提出了通道强度指标,用于定量评估交直流并列输电通道的强直弱交程度和交流通道的暂态稳定裕度。接着沿用多馈入有效短路比作为电压强度指标,用于反映交流系统对直流系统换流站的电压支撑强度。然后采用频率偏差因子作为频率强度指标,用于定量衡量交流系统的频率支撑强度。最后,以南方电网系统为例,验证了上述三种宏观指标对实际交直流电力系统安全稳定特性评估的有效性。 (4)提出了一种基于故障限流器的多直流落点系统动态分区技术。这种电网动态分区技术利用故障限流器将多直流落点系统划分为若干个相互之间由故障限流器隔开的同步运行区域。当交流系统发生短路故障时,这种电网动态分区技术可以限制故障在各区域电网之间的传递,缩短直流系统换相失败的持续时间,加快直流功率的恢复,缓解多回直流同时换相失败带来的功率不平衡和潮流转移问题,从而有效提升多直流落点系统的暂态稳定水平。两个简化多直流落点系统和南方电网系统的仿真结果验证了该技术的有效性。 (5)提出了一种基于广域测量系统的发电机强励控制技术。这种强励控制技术基于扩展等面积准则,首先通过预先计算或者实时计算的方式确定系统在严重故障后的关键摆次及其临界机组群,然后根据广域测量系统提供的发电机组实时功角曲线,在系统进入关键摆次时开始对临界机组群进行强行励磁,最后在关键摆次结束后的回摆过程中当临界机组群的等值转子角下降至特定阈值后停止临界机组群的强行励磁。四机系统和南方电网系统的算例仿真结果表明这种广域强励控制技术可以克服传统强励控制技术的诸多缺陷,更好地发挥发电机强励控制对系统暂态稳定性的改善作用。
[Abstract]:China's energy resources and load demand are in a reverse distribution, and the direct current transmission technology plays an important role in the 鈥淎ll-China Networking, West-to-East, North and South鈥，

本文编号：2404837