利用调相机降低多馈入直流换相失败风险的动态无功配置研究

发布时间：2020-10-09 13:32

　　 直流换相失败是高压直流输电工程最常见的故障之一。本地直流换相失败处理不当或多馈入直流系统中各直流逆变站间交互作用较强时,单一直流的换相失败易诱发多直流同时或相继换相失败,严重时进而引起直流换流站双极闭锁,造成直流传输功率的中断。调相机借助其独特的无功输出特性,能够迅速的对直流受端交流系统提供动态的无功/电压支撑,有效降低多馈入直流换相失败风险。论文对利用调相机降低多馈入直流换相失败风险的动态无功配置方案进行研究,具有深远的理论和工程实际意义,具体内容如下:(1)仿真分析调相机对降低多馈入直流换相失败风险的优势所在。以2019年华东电网规划网架数据为例,仿真模拟不同故障类型及运行方式下直流换相失败特性,归纳导致本地直流换相失败及多馈入直流同时或相继换相失败的原因及影响因素;以上海多直流馈入电网为背景,分别从调相机接入直流受端交流系统后对系统网架强度、电压稳定性影响角度探究调相机对降低多馈入直流换相失败风险的效果。(2)提出一种利用调相机降低多馈入直流换相失败风险的动态无功选址方案。该方案结合多馈入交互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)、多馈入有效短路比(multi-infeed effective short circuit ratio,MESCR)、相对暂态电压跌落面积(relative transient voltage drop area,RTVDA)指标,由区域—线路—站点依次确定多馈入直流受端交流系统中的最佳动态无功补偿站点。(3)在无功补偿站点确定的情况下,提出一种降低多馈入直流换相失败风险的调相机动态无功选址方案。该方案以能够综合反映系统故障发生概率及直流换相失败严重程度的风险评价指标为基础,以既定站点调相机安装容量为变量,构建了以多馈入直流换相失败风险及调相机动态无功补偿成本之和为最低的目标函数,并基于Z-Score标准化思想求取最优解,得到既定站点利用调相机降低多馈入直流换相失败风险的最佳无功配置容量。仿真结果表明,在多馈入直流受端交流系统适当站点加装适当容量调相机进行动态无功补偿后,可在提高受端交流系统强度的同时降低多馈入直流换相失败风险并加快故障的恢复。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM721.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 课题相关技术研究现状
        1.2.1 多馈入直流换相失败研究现状
        1.2.2 直流换相失败风险降低方法研究现状
        1.2.3 调相机的发展与应用研究现状
    1.3 本文主要工作
第2章 直流换相失败机理分析
    2.1 直流换相失败机理
        2.1.1 直流换相失败过程及现象
        2.1.2 直流换相失败的影响
    2.2 多馈入直流换相失败
        2.2.1 多馈入直流输电系统
        2.2.2 多馈入直流换相失败
    2.3 直流换相失败案例分析
        2.3.1 PSD-BPA仿真平台
        2.3.2 不同故障类型下直流换相失败特性
        2.3.3 不同运行方式下直流换相失败特性
    2.4 本章小结
第3章 调相机动态无功输出特性分析
    3.1 调相机基本结构和工作原理
        3.1.1 调相机基本结构
        3.1.2 调相机运行特性
    3.2 调相机在直流受端作用效果分析
        3.2.1 对受端交流系统网架结构的影响
        3.2.2 对受端电网电压稳定性的影响
        3.2.3 对多馈入直流换相过程的影响
    3.3 本章小结
第4章 多馈入直流受端系统中调相机选址方法研究
    4.1 多馈入直流系统模型
    4.2 多馈入直流系统中调相机无功补偿选址
        4.2.1 多馈入有效短路比及交互作用因子与直流换相失败的关系
        4.2.2 相对暂态电压跌落面积指标
    4.3 多馈入直流系统中调相机选址流程
    4.4 算例分析
    4.5 本章小结
第5章 多馈入直流受端系统中调相机定容方法研究
    5.1 多馈入直流系统中调相机无功补偿容量优化模型
        5.1.1 基于蒙特卡洛的故障概率及模型
        5.1.2 基于风险理论的调相机动态无功补偿容量优化模型
    5.2 多馈入直流系统中既定站点调相机定容步骤
    5.3 算例分析
    5.4 总体方案仿真验证
        5.4.1 对交直流系统稳定性的影响
        5.4.2 对多馈入直流换相失败风险的影响
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目及研究成果
致谢

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本文编号：2833745