适应于柔性直流送出的新能源集群无功优化控制技术研究

作     者：尹胜利 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋玮;刘辉

授予年度：2018年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：柔性直流输电技术 新能源集群 稳态运行特性 暂态调节特性 无功优化控制 

摘      要：新能源发电具有间歇性、波动性等特点,大规模新能源集群并网为无功平衡和电压调整带来困难。与交流传输技术或传统直流输电技术相比,柔性直流输电技术在新能源发电并网领域具有明显技术优势,应用前景非常广阔。因此,对适应于柔性直流送出的新能源集群无功优化控制技术进行研究具有重要意义。首先,本文对新能源集群接入柔直电网的稳态运行特性展开研究。基于一个单端的模块化多电平换流器的高压直流输电系统(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC),研究换流站稳态运行范围的计算方法,获得柔直交流电压参考值和联结变压器抽头档位对换流站稳态运行范围的影响规律及作用机理。借助PV曲线分析新能源集群接入柔直电网时的静态电压稳定性,通过对不同工况下等效新能源集群并网点处静态电压稳定极限的计算,探究换流站调节能力约束对PV曲线的影响,进而提出增大系统可行PV运行范围的方法。其次,本文对新能源集群接入柔直电网的有功/无功暂态调节特性展开研究。采用将新能源场站呈辐射状汇集到各汇集站后集中接入换流站的拓扑结构,在DIgSILENT中建立新能源集群孤网接入柔直电网的仿真模型。通过对所建模型的暂态仿真,分析送端换流站的交流电压控制能力、受端换流站的直流电压控制能力及送端换流站的调节能力。最后,基于对上述特性的分析,研究孤网接入柔直电网的新能源集群多目标无功优化问题。以系统网络损耗和新能源集群无功裕度为优化指标,以正常工况下交流系统约束和VSC-HVDC系统约束为约束条件,建立孤网接入柔直电网的新能源集群多目标无功优化模型。采用加权法为优化指标选择权重系数,将多目标优化模型转化为单目标优化模型。针对具体算例,使用粒子群优化算法,求解得到无功优化问题的最优解。