【摘 要】
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我国能源资源与负荷需求在地理分布上具有高度逆向的特征,为实现远距离大容量的电力传输,已发展了大规模高压直流输电工程。多回基于电网换相换流器型高压直流输电系统(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)落点于同一受端电网,电气距离接近的直流换流站与受端电网构成了直流多馈入系统。与此同时,伴随着受端电网馈入
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我国能源资源与负荷需求在地理分布上具有高度逆向的特征,为实现远距离大容量的电力传输,已发展了大规模高压直流输电工程。多回基于电网换相换流器型高压直流输电系统(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)落点于同一受端电网,电气距离接近的直流换流站与受端电网构成了直流多馈入系统。与此同时,伴随着受端电网馈入直流规模的增大,直流多馈入受端电网的相对强度降低,电压稳定问题突出。基于电压源型换流器高压直流输电系统(voltage source converter-based high voltage direct current,VSC-HVDC)相较LCC-HVDC具有不需要无功补偿、功率可在四象限运行等优势。因此,接入受端电网的电压源型换流器高压直流输电系统规模逐渐增大,形成了LCCHVDC与VSC-HVDC混合馈入受端系统的结构,混合直流多馈入系统是未来我国新型电力系统的典型模式。当此背景,亟需一种能够准确刻画直流多馈入系统电压稳定性的分析方法,用来支撑受端电网的规划与运行工作。为此,本文围绕直流多馈入受端电网的电压稳定问题,从稳定性分析、稳定裕度量化等方面展开了相关研究,基于网络模态解耦思想,提出了能够计及不同控制方式的混合直流多馈入系统广义短路比的计算方法,进一步拓展了广义短路比指标的适用范围。文中主要工作如下:1)计及直流全部四种控制方式,给出了基于雅克比矩阵的统一建模方法。通过矩阵降阶得到不同控制方式下的直流设备外特性,分析不同控制方式下设备外特性对电压稳定裕度的影响。2)提出了考虑直流设备特性差异后LCC-HVDC多馈入系统电压稳定裕度评估方法。基于直流多馈入系统电压稳定的边界条件,保留影响系统电压稳定性的主导控制方式,通过摄动理论评估直流设备特性差异对临界广义短路比的影响,给出了计及控制方式的LCC-HVDC多馈入系统强度评估方法。3)提出了混合直流多馈入系统电压稳定裕度评估方法。首先,基于混合直流双馈入系统结构,分析VSC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响机理。进一步给出混合直流多馈入系统的电压稳定边界条件,结合摄动理论,得到了混合直流多馈入系统中广义短路比的计算方法。最后,仿真算例证明了所提分析方法的准确性。
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