交直流混合系統電壓穩(wěn)定性分析的研究.pdf

1、隨著國民經濟的發(fā)展，各個行業(yè)對能源的需求劇增。直流輸電技術以其技術和經濟上的獨特優(yōu)勢，在遠距離大容量輸電和全國聯網兩個方面對我國電力工業(yè)的發(fā)展起到十分重要的作用，采用交直流輸電已成為必然趨勢。隨之而來將出現一系列技術上和管理上的新問題。對交直流混合電力系統，特別是含多個直流換流站的電力網絡，換流站交流母線的電壓穩(wěn)定問題是困擾直流輸電系統正常運行的一個重要問題，特別在受端系統較弱時更是如此。這實際上對HVDC的可行性和它的控制提出了挑戰(zhàn)。

2、所以進行交直流混合系統換流站交流母線電壓穩(wěn)定性評估的模型和算法研究是十分必要的。 本文首先對現有交直流混合系統靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析方法進行歸納，評價了它們的優(yōu)缺點。由于直流系統控制方式和運行方式多樣，分析交直流系統電壓穩(wěn)定的方法比較復雜，直到目前為止，還沒有形成系統化的分析方法。許多方法都是把用于交流系統靜態(tài)電壓穩(wěn)定的方法推廣到交直流系統中。推廣的難點在于隨著負荷的增加，換流站交流母線電壓下降，要不斷地考慮直流系統變量是否越限以及

3、運行方式的調整。 本文在交流系統電壓穩(wěn)定性分析的非線性規(guī)劃模型基礎上，把交流模式和直流模式統一起來，將單饋入直流輸電系統電壓崩潰臨界點的求取轉化為優(yōu)化負荷的問題。該方法能給出系統當前運行點與電壓穩(wěn)定臨界點之間的距離，并且能方便考慮直流系統變量是否越限以及運行方式的調整，使電壓穩(wěn)定性分析更加接近于實際。在求解該非線性規(guī)劃問題時，本文采用序列二次規(guī)劃法，該方法沒有一般優(yōu)化解法對初始值要求苛刻的問題；利用BFGS擬牛頓修正公式來產生海

4、森矩陣的近似，避免在每次迭代過程中求解二階導數，以減少計算海森矩陣的工作量；引入線性搜索以擴大收斂域，具有全局收斂性和局部超線性收斂性。 然后，本文又將求解電壓崩潰臨界點的非線性規(guī)劃模型和算法進一步推廣到多饋入和多端交直流輸電系統中。由于隨著換流站容量的增大，直流輸電可靠性的提高和成本的降低，以及直流斷路器制造問題的逐步解決，直流輸電向多端系統和多饋入系統發(fā)展已是現實的問題。該模型計及了各直流子系統與交流系統之間以及各直流子系統之間的

5、相互影響。此法能夠考慮各種不等式約束條件，具有較強的魯棒性和收斂性，且能方便地考慮直流系統的不同運行狀態(tài)和控制方式對電壓穩(wěn)定的影響，更加接近實際情況。算例系統的仿真結果表明，增加交流系統的強度能提高系統的電壓穩(wěn)定裕度；換流站進行無功補償有利于電壓穩(wěn)定，其中以SVC的效果最好；電壓關聯型的負荷對電壓穩(wěn)定是最有利的，具有恒定阻抗的負荷較有利于電壓穩(wěn)定；此外，采用適當的直流控制方式比如整流側定電流，逆變側定電壓，也可減少電壓崩潰的發(fā)生。另外，