能源基地直流外送系统的并网模式选择研究

摘要

随着“一带一路”建设和“全球能源互联网”战略的实施，推动了各大洲大型能源基地开发和电网跨国互联，实现清洁能源大规模、大范围、高效率优化配置，是今后一段时期内电网发展的重要方向。直流输电以其在大容量、远距离输电方面的明显优势，已成为推动我国电力发展的重要技术手段。目前有的新建能源基地地理位置偏远，远离负荷中心。能源基地近端的地方电网有并网需求，但是这些地方电网规模小、网架结构弱，是否能够通过与直流系统相连，获得多方满足技术经济要求的效果，是规划设计中亟待解决的课题。据此，本文基于规划视角，研究能源基地直流外送系统的并网模式选择问题，论文具体研究内容如下:
　　(1)建立了考虑地方电网的能源基地直流外送系统模型。分析了能源基地直流外送系统联网和孤岛接入的并网模式特点及存在的技术问题，建立了包括直流系统主电路模块、控制系统模块、直流附加控制模块的能源基地直流外送系统模型;采用动态等值法建立了地方电网动态模型;参考某实际直流工程参数，搭建了BPA仿真模型。
　　(2)确定了基于电力电量分析和系统备用容量分析的并网模式选择原则，以联网和孤岛并网模式为对照组，从潮流、短路电流、暂态稳定的角度提出了能源基地直流外送系统的并网模式选择方法，给出了模式选择方法的总体流程及步骤;设计了潮流、短路电流、暂态稳定校验具体内容;确定了第一级、第二级暂态安全稳定校验标准和暂稳校验判据。最后，以某实际直流工程为算例，验证了模式选择方法的有效性与适应性。
　　(3)针对联网和孤岛模式转换问题，提出了一种同时满足联网和孤岛稳定运行条件的并网模式GICM（grid&island-connected mode，简称GICM）并确定其接线方案。进一步地，提出了GICM模式选择方法;设计了包括潮流调整、短路电流限制和暂态稳定控制的方案改造措施;通过算例仿真验证了GICM模式选择方法的有效性。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 直流输电系统发展现状

1．2．2 直流输电系统送端并网模式研究现状

1．2 论文的主要工作

第2章 考虑地方电网的能源基地直流外送系统建模

2．1 引言

2．2 联网接入模式的问题

2．3 孤岛接入模式的问题

2．4 能源基地直流外送系统建模

2．4．1 主电路建模

2．4．2 控制系统模型

2．4．3 直流附加控制

2．4．4 直流附加控制的作用

2．5 地方电网建模

2．6 本文确定的两种并网模式接线

2．7 考虑地方电网的能源基地直流外送系统模型

2．8 本章小结

第3章 能源基地直流外送系统并网模式选择方法

3．1 引言

3．2 电力电量平衡分析

3．3 并网模式综合校验

3．3．1 校验内容

3．3．2 并网模式综合校验流程

3．4 并网模式选择方法

3．5 仿真验证

3．6 适应性分析

3．7 本章小结

第4章 能源基地直流外送系统联网和孤岛运行模式转换研究

4．2 GICM模式选择方法

4．3 GICM方案改造措施

4．3．1 潮流调整措施

4．3．2 短路电流限制措施

4．3．3 暂稳控制措施

4．4 仿真验证

4．4．1 GICM孤岛运行模式校验

4．4．2 GICM联网运行模式校验

4．4．3 联网和孤岛运行模式转换仿真

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢