【摘 要】
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为了实现“双碳”目标,中国将建设大量的新能源发电基地并通过跨区输电送至东部负荷密集地区,基于电网换相换流器的高压直流输电(下面称“常规直流”)技术因其远距离、大容量的输电优势在跨区输电中被大规模应用,这会使东部负荷中心形成多回常规直流馈入的电网形态,即多馈入系统。多馈入系统易发生同时换相失败,解决该问题的方法主要有:(1)通过直流控制系统优化自身;(2)优化受端交流电网。本文从优化受端电网的角度对
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为了实现“双碳”目标,中国将建设大量的新能源发电基地并通过跨区输电送至东部负荷密集地区,基于电网换相换流器的高压直流输电(下面称“常规直流”)技术因其远距离、大容量的输电优势在跨区输电中被大规模应用,这会使东部负荷中心形成多回常规直流馈入的电网形态,即多馈入系统。多馈入系统易发生同时换相失败,解决该问题的方法主要有:(1)通过直流控制系统优化自身;(2)优化受端交流电网。本文从优化受端电网的角度对降低多馈入系统换相失败风险的措施进行研究,主要分为两方面:(1)多馈入系统受端电网无功补偿选址定容研究;(2)多馈入系统受端电网分区柔性互联研究。针对多馈入系统分析了其换相失败及影响因素。首先,分析了常规直流换相失败原理,总结其换相失败的主要成因、特点和影响;随后,阐述了多馈入系统特点及评价指标,并研究了影响其换相失败的各种因素;最后,基于实际电网数据对换相失败进行了仿真分析。针对多馈入系统受端电网无功补偿选址定容的问题,本文提出了动态无功补偿选址定容方法。首先,介绍了常见无功补偿装置并比较其特点;之后,又提出了逆变侧交流电网的无功补偿选址评估指标体系与计算流程,并根据实际直流工程的特点提出了恒定补偿结合可变补偿的容量确定办法;最后,对实际电网状况进行了分析,仿真结果显示:所提供的解决方案,能够减小引发多馈入系统同时换相失败的交流故障区域,并提高了直流系统发生首次换相故障后的恢复速度,抑制后续换相失败。针对多馈入系统受端电网分区柔性互联的问题,本文提出了分区方法和柔性直流接入位置评价方法。首先,提出基于电压-无功灵敏度的分区方法,建立了考虑节点间关系的全系统电压-无功灵敏度矩阵,给出分区流程;之后,考虑N-1故障和线路负载率修正边界;随后,考虑不同运行状态,给出7个评价指标及其计算方法和评价流程;最后,结合实际电网数据进行仿真分析,仿真结果表明:经过改造后,各回直流间耦合程度减小,消除了同时换相失败区域。
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