交直流電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制問題研究.pdf

1、我國能源資源和負荷需求呈逆向分布，直流輸電技術因其在遠距離大容量輸電方面固有的經濟和技術優(yōu)勢，在“全國聯網、西電東送、北電南送”戰(zhàn)略中發(fā)揮了舉足輕重的作用。然而，隨著越來越多直流輸電工程的投運，我國交直流電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題也日益突出。本文從暫態(tài)穩(wěn)定機理、系統(tǒng)強度量化指標和暫態(tài)穩(wěn)定改善措施三個方面，研究了大規(guī)模交直流電力系統(tǒng)特別是多直流落點受端電網的暫態(tài)穩(wěn)定問題，主要研究內容如下:
　　(1)研究了交直流電力系統(tǒng)典型暫態(tài)穩(wěn)定問題

2、的物理機理?；谒褪芏送铰摼W結構和送受端異步聯網結構交直流電力系統(tǒng)的簡化模型，從暫態(tài)功角穩(wěn)定、暫態(tài)電壓穩(wěn)定和暫態(tài)頻率穩(wěn)定三個方面出發(fā)，研究了交直流電力系統(tǒng)在交流系統(tǒng)短路故障和直流系統(tǒng)閉鎖故障下典型暫態(tài)穩(wěn)定問題的物理機理和敏感因素，并且以南方電網系統(tǒng)為例驗證了其正確性。
　　(2)研究了多饋入有效短路比在評估多直流落點系統(tǒng)功率穩(wěn)定性方面的有效性。首先，基于兩直流落點系統(tǒng)的準穩(wěn)態(tài)模型，分析了多饋入有效短路比與多直流落點系統(tǒng)功率穩(wěn)定性

3、間的定量關系，確定了多直流落點系統(tǒng)臨界多饋入有效短路比的大致范圍。然后，根據多饋入有效短路比與多直流落點系統(tǒng)功率穩(wěn)定性之間的定量關系，給出了采用多饋入有效短路比衡量多直流落點系統(tǒng)各個直流落點處交流系統(tǒng)強度的具體標準。最后，以南方電網系統(tǒng)為例，驗證了分析結論的有效性。
　　(3)歸納和提出了描述交直流電力系統(tǒng)電網結構品質的三種宏觀指標:通道強度指標、電壓強度指標和頻率強度指標。首先提出了通道強度指標，用于定量評估交直流并列輸電通道的

4、強直弱交程度和交流通道的暫態(tài)穩(wěn)定裕度。接著沿用多饋入有效短路比作為電壓強度指標，用于反映交流系統(tǒng)對直流系統(tǒng)換流站的電壓支撐強度。然后采用頻率偏差因子作為頻率強度指標，用于定量衡量交流系統(tǒng)的頻率支撐強度。最后，以南方電網系統(tǒng)為例，驗證了上述三種宏觀指標對實際交直流電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定特性評估的有效性。
　　(4)提出了一種基于故障限流器的多直流落點系統(tǒng)動態(tài)分區(qū)技術。這種電網動態(tài)分區(qū)技術利用故障限流器將多直流落點系統(tǒng)劃分為若干個相互之間由

5、故障限流器隔開的同步運行區(qū)域。當交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，這種電網動態(tài)分區(qū)技術可以限制故障在各區(qū)域電網之間的傳遞，縮短直流系統(tǒng)換相失敗的持續(xù)時間，加快直流功率的恢復，緩解多回直流同時換相失敗帶來的功率不平衡和潮流轉移問題，從而有效提升多直流落點系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。兩個簡化多直流落點系統(tǒng)和南方電網系統(tǒng)的仿真結果驗證了該技術的有效性。
　　(5)提出了一種基于廣域測量系統(tǒng)的發(fā)電機強勵控制技術。這種強勵控制技術基于擴展等面積準則，首先通過