多端柔性直流電網(wǎng)保護及穩(wěn)定控制研究.pdf

1、未來中國電網(wǎng)將逐步向源-網(wǎng)-荷-貿一體化，輸配電網(wǎng)輔助協(xié)調的方向發(fā)展，柔性直流技術對于未來電網(wǎng)的模式轉化的發(fā)展改革具有重大意義。伴隨電壓源型變流器(Voltage Sourced Converters，VSC)的迅速發(fā)展，柔性直流技術已引起國內外廣泛關注并在近年投入了部分規(guī)模的應用。多端柔性直流電網(wǎng)(Voltage Source Converter in Multi-terminal Direct Current,VSC-MTDC)因其

2、多源供電，多落點受電的高供電可靠性得到諸多學者的青睞。在輸電層面能夠促進大規(guī)?？稍偕茉吹南{和送出，促進大范圍內能源優(yōu)化互補，促進不同區(qū)域電網(wǎng)的可靠異步互聯(lián);在配電層面可構成不同電壓等級的多端柔性直流配電網(wǎng)，為配電網(wǎng)閉環(huán)運行提供了良好的解決方案，進一步提高了供電可靠性。因此，柔性直流技術已經(jīng)逐漸成為構建下一代中國智能電網(wǎng)的關鍵技術。
　　直流的保護及控制技術是保障多端柔性直流電網(wǎng)安全可靠運行的關鍵技術，本文以兩電平型電壓源型變流

3、器所組成的多端柔性直流電網(wǎng)為研究對象，主要工作包含運行控制策略分析，故障暫態(tài)分析，系統(tǒng)仿真，保護和故障定位策略以及面向系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的控制策略，具體的工作可總結如下:
　　1)分析了柔性直流電網(wǎng)提出的背景及意義，闡述了柔性直流技術的優(yōu)勢和特點，對其相關的關鍵拓撲架構以及運行控制原理進行了分析，為后續(xù)研究其保護及控制技術提供了研究基礎;
　　2)分析推導多端柔性直流電網(wǎng)的不同的運行控制方式及電壓控制策略，構建多端柔性直流電網(wǎng)的

4、精確電磁暫態(tài)仿真模型，研究不同控制策略下系統(tǒng)的運行特性;同時研究多端柔性直流電網(wǎng)的典型故障特性，分析其故障暫態(tài)過程
　　3)研究適用于多端柔性直流電網(wǎng)的保護策略，提出將限流電抗器安裝在直流線路出口處，并提出一種利用限流電抗器的直流線路快速保護策略來確定故障區(qū)間并跳開對應斷路器;針對確定故障區(qū)間后的多端柔性直流電網(wǎng)，提出一種基于故障暫態(tài)信息的故障測距方法;最后，分別從直流保護的動作時間及相關器件時限的角度和系統(tǒng)小信號穩(wěn)定角度討論電抗

5、器參數(shù)的選擇，得到穩(wěn)定性和保護約束條件下的限流電抗器的參數(shù)選擇范圍，并對所提出的限流電抗器參數(shù)取值的方法中進行了仿真測試。
　　4)針對限流電抗器接入多端柔性直流電網(wǎng)對系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，分層構建多端柔性直流電網(wǎng)在不同控制策略的小信號穩(wěn)定模型，并從限流電抗器參數(shù)變化，下垂系數(shù)變化和系統(tǒng)傳輸功率變化三種角度分析其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響;最后，為改善限流電抗器接入多端柔性直流電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性，提出一種改進傳統(tǒng)下垂控制控制策略來提升系統(tǒng)穩(wěn)