多重约束下含VSC-HVDC交直流系统主动解列断面搜索研究

摘要

随着电网规模的不断扩大和跨区域电网互联模式的形成，电力系统的动态稳定性正在受到严重挑战。当电力系统发生严重故障时，解列控制作为防止故障扩散甚至全网崩溃的最后一道防线，对系统的安全稳定运行具有重要的意义。传统的解列控制是结构简单、配置方便的失步解列控制，但随着跨区域的大型互联电网的形成，仅基于电网局部故障信息动作的失步解列操作显然不再能够满足要求。此时，随着广域测量技术的成熟和广域测量装置的大规模普及，能够实时检测全网信息、对电网进行全局控制的主动解列操作成为当前解列控制问题的研究热点。 目前对于主动解列控制问题的研究大多仅限于纯交流系统的电力网络，但是随着柔性直流输电技术的快速发展，以及VSC-HVDC系统在异步电网互联中的优势，本文提出了一种新的含VSC-HVDC交直流系统的主动解列断面搜索模型。该模型的特点是，当根据求取的解列断面实施主动解列操作后，利用VSC-HVDC系统可以独立控制有功功率和无功功率的特点来实现解列后异步子系统之间的互联，从而有效减少切机切负荷操作，降低系统的解列成本。 为了求解该模型，本文提出了一种基于约束谱聚类算法的断面搜索方法。该方法将主动解列的断面搜索问题转化为易于求解的最优图分割问题来进行求解，且无需对原网络进行化简。该方法能够满足电力系统稳定运行的主要约束条件，并能实现系统解列后子系统之间通过VSC-HVDC系统进行功率交换。最后，通过在改进的IEEE39节点系统和实际的厦门网柔直系统的模拟仿真，验证了本方法在求解最优解列断面时的准确性和快速性。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 交直流系统发展现状

1.3 系统解列问题的研究现状

1.3.1失步解列

1.3.2主动解列

1.4 本文的主要研究内容

第2章 含VSC-HVDC交直流系统主动解列断面搜索的数学模型

2.1 VSC-HVDC的结构与控制

2.2 广域测量系统及其在主动解列问题中的应用

2.3 目标函数

2.4 约束条件

2.4.1交直流系统的常规约束

2.4.2发电机同调约束

2.4.3 VSC-HVDC换流站落点约束

2.5 本章小结

第3章 含VSC-HVDC交直流系统主动解列断面搜索的求解方法

3.1 约束谱聚类算法

3.1.1图论的基本概念

3.1.2谱聚类算法

3.1.3含约束的谱聚类算法

3.2 基于约束谱聚类的主动解列断面搜索流程

3.3 本章小结

第4章 算例分析

4.1 IEEE 39节点系统算例

4.1.1算例介绍

4.1.2常规约束下的主动解列断面

4.1.3最优主动解列断面

4.2 厦门网实际算例

4.2.1算例介绍

4.2.2最优主动解列断面

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢