含FACTS装置的交直流混联系统电压稳定性研究

摘要

随着我国电力事业的飞速发展，负荷规模和机组装机容量不断扩大，电力系统电压稳定问题日益凸显。与此同时，电力电子技术的进步推动了柔性交流输电(Flexible Alternate Current Transmission Systems，FACTS)技术和直流输电技术(High-Voltage Direct Current，HVDC)的进步，传统电力系统也逐渐发展成为交直流混联型输电系统，给电力系统电压稳定研究带来了新的内容。
　　本文针对交直流混联系统电压稳定问题，分别研究了基于量测信息的传统电压稳定指标的适用性、特高压直流分层接入方式对多馈入直流系统电压稳定性的影响、动态电压稳定判据及其量化应用。
　　首先基于量测信息建立静态电压稳定评估指标，利用节点量测信息分别基于阻抗模比值、节点电压一元二次方程有解、最大传输功率建立评估指标;利用支路量测信息分别建立基于支路电压一元二次方程有解、复功率摄动建立评估指标。基于美国西部电网(Western System Coordinating Council，WSCC)3机9节点交直流混联系统，分别分析了不同直流控制方式、负荷落点以及负荷变化情况对上述静态电压稳定评估指标适用性的影响。
　　其次，基于多端戴维南等值方法研究了特高压直流分层接入方式对系统电压稳定性的影响，选取多馈入直流系统的短路比(Short Circuit Ratio，SCR)指标表征多馈入直流系统电压稳定性，研究特高压直流分层接入方式对系统短路比带来的影响。多馈入交互影响因子(Multi-Infeed Interaction Factor, MIIF)的计算作为多馈入SCR计算中的重要部分，本文研究了考虑直流系统功率外特性的理论计算方法与传统MIIF理论计算方法之间的偏差。
　　最后，基于偏差校正的戴维南等值方法提出一种动态电压稳定判据，针对判据计算时间、装置动作时间以及大系统适用性等方面研究了该判据的可靠性。在此基础上，利用不稳定模态与电压幅值之间的相关因子研究了判据的量化应用方法，结合系统的动态电压稳定信息和静态电压稳定信息提出了相应的SVC综合控制策略。基于交直流混联系统的时域仿真分析说明本文所提控制策略的合理性和有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 电网发展带来的电压稳定新问题

1．2．1 传统电压稳定指标适用性

1．2．2 针对新的网架结构电压稳定性分析

1．2．3 考虑FACTS装置的电压稳定控制策略

1．3 本文主要工作

第二章 传统量测指标在交直流系统电压稳定分析中适用性研究

2．1 引言

2．2 基于节点信息的静态电压稳定评估指标

2．2．1 基于节点信息的系统戴维南等值

2．2．2 基于戴维南等值参数的静态电压稳定评估指标

2．3 基于支路信息的静态电压稳定评估指标

2．3．1 电力网络传输线路模型及其量测信息

2．3．2 基于支路量测信息的静态电压稳定指标

2．4 各类指标交直流系统适用性分析

2．4．1 基于量测信息静态电压稳定评估指标对比

2．4．2 算例分析

2．5 本章小结

第三章 特高压直流分层接入方式下多馈入直流电网的电压稳定性分析

3．1 引言

3．2 直流分层接入方式下多馈入直流电网短路比研究

3．2．1 直流分层接入方式下多端戴维南等值理论

3．2．2 考虑层间联系阻抗的短路比计算

3．2．3 基于双重戴维南等值的接入方式对短路比的影响分析

3．3 考虑直流功率特性的分层接入方式下直流短路比研究

3．3．1 稳态下直流系统功率外特性

3．3．2 考虑直流功率外特性的MIIF分析

3．3．3 多馈入直流分层接入方式下MIIF研究

3．4 本章小结

第四章 电力系统动态电压稳定判据及其量化应用

4．1 引言

4．2 电力系统动态电压稳定判据

4．2．1 基于偏差校正的实时戴维南等值

4．3 动态电压稳定判据可靠性分析

4．3．1 考虑判据计算时间和装置动作时间的可靠性分析

4．3．2 大系统适用性分析

4．4 基于动态电压稳定判据的量化应用

4．4．1 基于动态电压稳定判据的SVC电压参考值设定方法

4．4．2 综合动态电压和静态电压稳定信息的SVC控制策略

4．4．3 算例分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

附录