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交直流混联电力系统暂态仿真及其稳定性分析与参数优化

薛振宇  
【摘要】:随着西电东送和全国联网工程的实施,已建和在建直流输电系统不断增多,大规模交直流混联电力系统已经成为我国电网输电的基本格局。交直流混联系统所呈现的稳定性特性十分越复杂,迫切需要一套快速有效的数学工具用于研究和分析混联电力系统的稳定特性及其控制方法。本论文根据直流输电系统的数学模型及其与交流系统的耦合关系,从交流和直流系统的接口技术入手,探索了交直流混联电力系统数字计算的新方法,取得的主要成果如下: 对现有的交直流混联电力系统潮流计算方案提出改进,将直流输电系统数学方程变换为一组具有明确概念的约束方程,在保证收敛精度和收敛速度的前提下,简化了程序设计。并根据互联电力系统的联网特性,将交流和直流联络线进行分割,得到一个不连通的根结点和若干个由区域电网组成的叶结点,实现互联电力系统分区潮流计算。 设计了一套可用于大规模交直流混联电力系统静态电压稳定分析的实用化预测校正连续潮流算法。在交流系统连续潮流计算中,通过直流系统的约束方程改进预测环节和校正环节,并提出直流系统控制方式随交流电压变化的逻辑转换策略和实现方法,将直流输电系统嵌入到连续潮流算法中。在南方电网的方式数据上验证了该算法的效果和效率。 发展了交直流混联电力系统机电暂态仿真方法,将交流系统仿真算法扩展为可计及直流输电系统调节器、VDCOL环节、功率调制、闭锁与重启动等复杂控制功能的仿真算法。在华中华东测试系统的方式数据上取得满意的效果。 尝试采用时域仿真技术优化直流输电系统调节器参数,并提出一种新的目标函数,旨在抑制交流系统和直流系统受扰后的振荡。通过轨迹灵敏度方法,获得系统动态性能指标相对于直流系统调节器参数的梯度信息,求得更新调节器参数向量的搜索方向,找到改善系统功角稳定性参数配置方案。在四机双区域测试系统验证其效果。


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