AC/MTDC联合系统暂态稳定性分析

论文摘要

高压直流系统由于具有输电能力强、响应速度快、运行可靠等优点,近年来被广泛应用。随着技术的进步和市场需求的提高,多端直流系统得到了更多的关注。多端直流系统是两端直流系统的进一步发展形式,其运行将给电力系统的安全稳定带来一系列新的课题,特别是研究交流/多端直流联合系统的暂态稳定性显得尤为重要。本文全面分析了现有电力系统暂态稳定性分析方法的优缺点,并研究了将其推广至交流/多端直流联合系统的方法。首先建立了全系统稳态模型,采用交替求解法进行交流/多端直流联合系统潮流计算,为暂态稳定性分析提供初值。然后基于交流系统经典模型和多端直流系统准稳态模型构建了全系统暂态模型,并将时域仿真法推广至交流/多端直流联合系统中进行暂态稳定性计算。本文针对暂态过程中需要根据换流器母线电压的变化来不断考虑多端直流系统变量越限和控制方式转换这一特点,对多端直流系统的传统控制方式加以改进,引入了定触发超前角β控制,并提出了一套方便地考虑多端直流系统(包括并联型接线和串联型接线)控制方式转换的方法。本文研究了多端直流系统接线方式对暂态稳定性的影响,结果表明:由于无功功率需求小、有功功率损耗少,并联型接线系统的暂态稳定性要好于串联型接线系统。然后在此基础上进一步研究了多端直流系统控制方式对暂态稳定性的影响,并指出:由于在暂态过程中可以有效防止直流功率下降,定电流控制和定电压控制比定功率控制和定熄弧超前角控制更有利于系统的暂态稳定性。研究成果对多端直流系统的设计和运行具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 高压直流输电的发展
• 1.2.1 高压直流输电的发展概况
• 1.2.2 我国直流输电现状
• 1.3 国内外研究现状分析
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 多端直流系统
• 2.1 引言
• 2.2 多端直流系统的概念
• 2.3 多端直流系统的接线方式
• 2.3.1 并联型接线
• 2.3.2 串联型接线
• 2.4 多端直流系统的控制方式
• 2.4.1 并联型多端直流系统控制方式
• 2.4.2 串联型多端直流系统控制方式
• 2.4.3 传统控制方式的改进
• 2.5 本章小结
• 第3章 AC/MTDC联合系统潮流计算
• 3.1 引言
• 3.2 直流系统稳态模型
• 3.3 标幺制体系
• 3.4 潮流算法
• 3.4.1 潮流计算数学模型
• 3.4.2 潮流的交替求解
• 3.5 暂态稳定性分析的初值计算
• 3.6 算例
• 3.7 本章小结
• 第4章 AC/MTDC联合系统暂态稳定计算
• 4.1 引言
• 4.2 暂态稳定性分析的数学模型
• 4.2.1 交流系统模型
• 4.2.2 直流系统模型
• 4.3 基于时域仿真法的暂态稳定计算
• 4.3.1 电力网络模型
• 4.3.2 负荷节点的处理
• 4.3.3 发电机节点的处理
• 4.3.4 AC/MTDC接口
• 4.3.5 网络故障及操作的处理
• 4.3.6 暂态稳定性分析的仿真算法
• 4.4 算例及分析
• 4.4.1 不同接线方式下的暂态稳定计算
• 4.4.2 不同控制方式下的暂态稳定计算
• 4.4.3 机理分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 附录 新英格兰10 机39 节点系统数据
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢