储能型STATCOM提升交直流受端系统稳定性研究

摘要

随着我国越来越多的直流输电工程被投入运行，大规模交直流混联电力系统可能带来的系统电压稳定问题和区域间的功率振荡问题将不容忽视。本文介绍了储能型STATCOM的基本原理，在 PSASP仿真平台搭建了储能型 STATCOM的模型，并将模型应用于电网的仿真中，旨在验证复杂电力系统中，储能型STATCOM在改善电力系统动态特性、提高系统稳定性以及增大系统阻尼等方面的能力。
　　本文从分析我国电网发展过程中交直流混联电力系统可能出现的稳定性问题入手，首先总结了目前国内外常用的FACTS动态无功补偿措施，然后对比分析了不同措施的优缺点，提出应用储能型STATCOM可以弥补现有无功补偿措施的不足，解决交直流混联系统中的电压稳定问题和交流联络线的功率振荡问题。
　　研究了储能型 STATCOM补偿功能、主电路的结构和原理，推导出储能型STATCOM的数学模型及控制方法，储能型STATCOM可以实现对电力系统的四象限补偿功能。在此理论基础上，本文基于 PSASP电力系统仿真平台，搭建了储能型STATCOM的用户自定义模型。在3机7节点系统中对储能型STATCOM提升受端系统稳定性进行了论证，并针对规划中的交直流混联受端系统，通过故障扰动仿真对储能型STATCOM支撑电网电压和平抑联络线功率振荡的能力进行了研究，结果表明储能型STATCOM能在提升系统电压稳定性水平的同时，也起到抑制交流联络线功率振荡的效果。
　　进一步对储能型STATCOM的安装地点和容量配置等问题进行了探讨。在综合考虑安装成本和控制效果情况下，本文提出将储能型STATCOM进行分布式安装，即在系统的主要电压节点处安装储能型STATCOM，多装置协调发挥作用。这不仅可以为系统中主要电压节点的电压提供稳定性保障，还可以维持周围系统节点的电压水平。此外，依照多节点处装置容量叠加能够满足受端电网最严重故障下所需补偿容量的原则对储能型STATCOM的容量进行配置，能够在降低成本的同时，保证系统的稳定性水平，为未来储能型STATCOM的工程应用提供一定的参考依据。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 我国电网的现状与发展

1.2 选题背景及其意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要工作

2 储能型STATCOM的基本结构

2.1 储能型STATCOM原理介绍

2.2 储能型STATCOM数学模型

2.3 储能型STATCOM控制方法

2.4 小结

3 基于PSASP的储能型STATCOM的电力系统仿真建模

3.1 PSASP软件的介绍

3.2 储能型STATCOM模型的搭建

3.3 PSASP环境下的EPRI-7节点算例及分析

3.4 小结

4 储能型STATCOM提升大电网交直流受端系统稳定性

4.1 特高压直流输电工程介绍

4.2 湖北电网接纳特高压直流后安全稳定分析

4.3 储能型STATCOM提升受端电网稳定性的仿真分析

4.4 小结

5 储能型STATCOM安装地点和容量配置的探讨研究

5.1 储能型STATCOM安装地点的探讨

5.2 储能型STATCOM容量配置的探讨

5.3 小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 今后工作的展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表学术论文目录

附录2攻读硕士学位期间参与的科研项目