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特高压交直流受端电网限流优化研究

赵康  
【摘要】:本文针对我国特高压电网建设初期,受端系统还没有形成坚强的特高压交流网架,但已有多条特高压直流同时馈入的情况,提出了考虑直流系统控制方式的多馈入短路比定义和同时控制单相和三相短路电流的交流系统限流优化方法,并在此基础上,分别提出了协调各方面影响的交直流混合系统分区限流优化方法和多目标综合限流优化方法。主要的研究工作和取得的成果如下:基于国内外对多直流馈入受端系统电压稳定性的研究成果,分析了CIGRE提出的多馈入短路比和阻抗形式的多馈入短路比在实际应用中的不足,给出了一种考虑直流系统控制方式的多馈入短路比。直流系统在不同控制方式下其无功外特性存在较大差异,在交直流混合系统PQ解耦潮流方程中增加了表示直流系统无功外特性的修正量,根据修正后的潮流方程推导出了多直流相互影响因子表达式,定义了一种新的多馈入短路比。山东规划电网的算例仿真结果表明,该短路比能有效考虑直流系统控制方式的影响。针对实际交流系统中单相短路电流不断升高甚至超过三相短路电流的情况,分析了其产生的原因,并给出了解决措施。分析了常用限流措施和专用单相短路电流限制措施的限流效果和经济性,针对限流措施的实施对象定义了综合灵敏度,基于综合灵敏度筛选限流措施实施对象,避免维数灾。以限流方案的经济性和电网结构紧密性为目标函数,以单相短路电流和三相短路电流同时满足要求为主要约束条件,建立了交流系统限流的优化模型,采用自适应混合PSO算法进行求解。以IEEE 9节点系统和山东规划电网中的两个地区电网为例,验证了所提交流系统限流优化方法的有效性。针对多直流馈入系统中的短路电流超标问题,分别提出了分区限流优化方法和多目标综合限流优化方法。通过分析多馈入短路比的定义形式,明确了限流措施对多馈入短路比的影响。提出了考虑分区操作对多馈入短路比影响的改进GN分裂算法,从而得到了考虑多直流馈入影响的分区限流优化方案。考虑多种限流措施的综合优化配置,将系统的加权多馈入短路比指标作为目标函数加入到多目标限流优化模型中,采用NSGA-Ⅱ算法对该模型进行求解。山东规划电网的仿真结果表明,改进GN分裂算法可实现有效分区限流,NSGA-Ⅱ算法可获得最优综合限流方案,考虑直流系统控制方式的多馈入短路比的引入使得限流方案更加符合实际。


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