考虑直流系统分解的交直流系统可观测性分析

摘要

随着LCC-HVDC系统和VSC-HVDC输电工程的不断兴建和投运，在我国原有交流电网的基础上我国电网将逐渐形成一个交直流混合的大系统。适用于交直流混合系统的可观测性分析与状态估计算法受到了越来越多的关注。为此，本文对LCC-HVDC、VSC-HVDC以及交直流系统的可观测性进行了深入研究。
　　本文基于潮流定解条件分析了LCC-HVDC、VSC-HVDC以及交直流系统的可观测性。该方法将直流系统合理分解，把直流系统中的每个换流站视为独立的单元参与可观测性分析。在直流系统整体不可观测的情况下，仍然可以合理利用其中换流站的量测尽可能扩大交直流系统的可观测范围。本文对交直流系统中交流部分和直流部分的相互影响作了详细讨论，并归纳出用于交直流系统可观测性判断的规则。指出交直流系统边界节点上的交流电压幅值和注入量测是交流部分和直流部分的耦合变量。定义了“有效换流站”的概念，并结合“直流相关系数”提出交替迭代求解的交直流系统可观测性分析算法。在算例分析中，指出了直流线路的可观测性对状态估计程序收敛的影响，并验证了本文所提算法的效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 电流源换流器型直流输电

1．1．2 电压源换流器型直流输电

1．1．3 研究背景及选题意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 交流系统的数值算法

1．2．2 交流系统的拓扑算法

1．2．3 交直流系统的可观测分析算法

1．3 本文主要工作

第2章 交流系统可观测性分析

2．1 交流系统的量测与状态变量

2．2 交流系统可观测性分析的拓扑算法

2．1．1 几个基本概念的定义

2．1．2 量测岛可合并的理论分析

2．1．2 内网等值和节点分裂

2．2．4 交流系统量测岛的合并规则

2．2．5 可观测岛的形成步骤

2．3 交流系统可观测性分析的数值算法

2．3．1 基于三角分解的可观测性分析算法

2．3．2 可观测性分析数值算法的步骤

2．3 交流系统可观测性分析数值算法与拓扑算法的比较

2．4 本章小结

第3章 含电流源换流器型直流输电的交直流系统可观测性分析

3．1 交流部分和直流部分的相互影响

3．1．1 交直流系统接口

3．1．2 接口注入量测对可观测性的影响

3．1．3 接口电压幅值量测对可观测性的影响

3．2 LCC-HVDC系统的可观测性分析

3．2．1 LCC-HVDC系统的状态变量

3．2．2 换流站的量测方程

3．2．3 直流网络的可观测性分析

3．2．4 换流站的有效性

3．2．5 换流站的可观测性

3．3 LCC-AC系统可观测性

3．4 算例分析

3．4．1 双端直流系统算例

3．4．2 信息矩阵的数值特征

3．4．2 多馈入直流系统算例

3．5 本章小结

第4章 含电压源换流器型直流输电的交直流系统可观测性分析

4．1 VSC-HVDC换流站的数学模型

4．1．1 直流网络的数学模型

4．1．2 换流站的数学模型

4．1．3 换流站和直流网络在可观测性分析中的相互影响

4．2 VSC-HVDC换流站和交流系统的相互影响

4．2．1 换流母线的注入量测对可观测性的影响

4．2．2 换流母线的交流电压幅值量测对可观测性的影响

4．3 VSC-HVDC系统的可观测性分析

4．3．1 直流网络的可观测性判断规则

4．3．2 换流站的可观测性判断规则

4．3．2 有效换流站的判断规则

4．4 VSC-AC系统可观测性分析算法

4．5 算例分析

4．6 LCC-HVDC和VSC-HVDC可观测性分析算法比较

4．7 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢