基于模态分析的交直流电网可用输电能力计算

论文摘要

本文针对新近出现的交直流混合电网可用输电能力计算问题,建立了考虑多端直流系统的交直流混合电网输电能力的计算模型,采用模态分析技术找出对特定计算区域间ATC影响最大的负荷增长方式,采用分段线性化的发电机经济调度方法分配机组间出力,进而提出了一种主从迭代连续潮流算法计算交直流系统的ATC,对经济调度给ATC带来的影响作出分析,实现了ATC计算过程中安全性与经济性的协调。采用改进的IEEE-14和IEEE-30节点系统进行算例分析,算例表明采用传统的负荷等比例增长模式在某些恶劣的运行方式下不能满足系统的安全性要求,而采用基于模态分析的节点负荷增长方式具有更高的可靠性。所提的主从迭代算法能在计算过程中给出对ATC影响较大的弱节点或区域,在电网规划中应尽量避免在这些节点或区域上安排重负荷,实际运行中也应避免在这些节点上有较大的负荷扰动。多端直流系统的运行方式对ATC产生影响,实际运行中应合理选择直流系统的控制策略以实现交直流系统的最优目标控制。将分段线性的经济调度引入连续潮流中能在每一级负荷水平上优化发电成本。但从经济调度的角度来说,ATC计算的安全性与经济性是一场博弈,ATC的计算过程是建立在电气规律和市场规律基础上的数学优化过程的折衷选择,如何考虑这一问题取决于市场参与者对交易费用的承受能力和期望的系统安全水平。研究成果对于交直流混合电网的规划、联网方式的选择及可靠运行具有理论和实际指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 可用输电能力概述
• 1.2.1 ATC 的定义
• 1.2.2 ATC 的作用
• 1.2.3 最大输电能力TTC
• 1.2.4 输电可靠性裕度TRM
• 1.2.5 容量效益裕度CBM
• 1.2.6 现有输电协议ETC
• 1.3 ATC 算法研究现状
• 1.3.1 确定型算法
• 1.3.2 概率型算法
• 1.4 交直流混合系统ATC 研究现状
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 高压直流输电系统的数学模型
• 2.1 高压直流输电系统（HVDC）简介
• 2.1.1 高压直流输电的概念
• 2.1.2 高压直流输电在我国的发展状况
• 2.2 直流系统的构成
• 2.2.1 两端直流系统
• 2.2.2 多端直流系统
• 2.3 直流系统的数学模型
• 2.3.1 直流系统换流器方程
• 2.3.2 直流系统控制方式及控制方程
• 2.3.3 直流系统网络方程
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于连续潮流的交直流系统ATC 计算模型及方法
• 3.1 交直流混合电网ATC 计算概述
• 3.2 交直流混合电网ATC 计算模型
• 3.2.1 目标函数
• 3.2.2 等式约束条件
• 3.2.3 不等式约束条件
• 3.3 交直流交替迭代连续潮流算法
• 3.3.1 交直流系统含参潮流方程
• 3.3.2 功率交换方案
• 3.3.3 预测环节
• 3.3.4 步长控制
• 3.3.5 校正环节
• 3.3.6 换流变压器分接头的调整策略
• 3.3.7 直流系统控制方式的转换策略
• 3.3.8 连续性参数的选取
• 3.3.9 程序流程图
• 3.4 算例及其分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 功率注入方向对ATC 的影响分析
• 4.1 模态分析及其应用简介
• 4.2 基于连续潮流建模的节点功率注入分析
• 4.3 对ATC 影响最大的节点负荷增长方式求取
• 4.3.1 节点负荷增长方式对ATC 的影响分析
• 4.3.2 最恶化负荷增长方式的论证
• 4.4 机组经济调度在交替迭代连续潮流算法中的应用
• 4.4.1 经济调度在连续潮流中的实现方法
• 4.4.2 机组经济调度对ATC 的影响分析
• 4.5 主从迭代连续潮流算法
• 4.6 算例及其分析
• 4.6.1 纯交流系统的算例分析
• 4.6.2 含多端直流的交直流系统算例分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 发表论文情况
• 参加科研情况
• 致谢
• 详细摘要