交直流输电系统-直流功率调制技术的研究

摘要

高压直流输电(HVDC)在远距离、大容量输电中具有明显优势。为实现区域电网互联，高压直流输电已成为我国电网的重要组成部分，同时也使电网结构和运行特性更加复杂，需要有效的方法来保证系统稳定运行。在交流输电的基础上，利用直流输电可控性强的特点，能够提高电网运行的稳定性。直流功率调制是一种附加的直流系统控制方式，用于拓展直流线路的控制能力。在交流系统受到扰动时，它根据交流系统的状态变化来调节直流线路的输送功率，以增强系统的阻尼，抑制输电线路的功率振荡，从而提高互联系统的稳定性。
　　本研究主要内容包括：⑴分析了两端直流输电系统的基本原理、数学模型和不同控制方式的运行特性，阐述了交直流电力系统潮流计算和时域暂态分析的原理、方法和步骤，采用统一迭代法完成了潮流计算，本文采用交替求解法进行交直流电力系统的暂态仿真。⑵论述了低频振荡的表现形式及其产生机理，讨论了低频振荡的分析方法。推导了Prony法的数学模型，完成了参数的选取，包括采样频率、时间长度以及模型阶次等。通过算例分析，验证了本文算法及程序的正确性。⑶建立了直流控制系统模型，包括换流器的定电流控制、定功率控制、定电压控制、定关断角控制等基本控制方式。建立了直流功率调制器模型。用线性化方法分析了直流功率调制对电力系统小扰动稳定性的影响，详述了小扰动稳定分析的步骤。⑷以四机两区域系统模型为研究对象，分析了直流功率调制对电力系统暂态稳定性的影响。