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作者：武倩羽华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在全球能源互联网的大背景下,风电、光伏等新能源迅猛发展。高压直流输电工程作为全球能源互联网的骨干网架,是新能源在全球范围内被大量开发和利用的基础平台。随着直流输电容量的大幅增加,多条直流线路馈入同一交流受端的现象不可避免... 详细信息

在全球能源互联网的大背景下,风电、光伏等新能源迅猛发展。高压直流输电工程作为全球能源互联网的骨干网架,是新能源在全球范围内被大量开发和利用的基础平台。随着直流输电容量的大幅增加,多条直流线路馈入同一交流受端的现象不可避免,我国已经出现多回直流密集馈入长江三角洲和珠江三角洲地区的情况,形成了世界上规模最大的多馈入交直流系统。直流多馈入系统的直流落点近,交直流系统间和直流子系统间的相互作用强,受端系统的电压稳定问题比纯交流系统和直流单馈入系统更加突出和复杂。在电压稳定判定方面,可行的静态电压稳定判别指标能够快速识别系统是否存在电压失稳的风险,对直流工程的前期规划有非常重要的指导作用。目前,直流多馈入系统还未形成完整的指标体系,在工程界采用最多的判定指标是多馈入短路比。然而多馈入短路比是基于多馈入系统戴维南等值模型提出的,模型中各换流母线之间的互阻抗的存在,使得多馈入短路比与受端系统静态电压稳定的对应关系相对欠清晰,物理意义不是很明确。因此,有必要对多馈入戴维南等值模型进行等值解耦,并提出一种物理意义更为清晰的直流多馈入系统静态电压稳定评价指标。本文简要介绍了目前全球各大洲电网互联的现状,重点介绍了我国高压直流输电工程的发展概况。论述了直流多馈入输电系统电压稳定问题的研究现状,重点分析了现有的多馈入系统静态电压稳定的评价指标存在的缺陷。针对现有多馈入短路比指标的物理意义不清晰的问题,在传统多馈入受端系统戴维南等值模型的基础上,通过对受端系统换流母线节点导纳矩阵进行对角化,得到了各个特征值,提出了多馈入受端系统等值解耦模型,并在解耦模型中证明了单馈入系统是多馈入系统的特例。在多馈入受端系统解耦模型的基础上,通过分析特征值和电压稳定之间的关联关系,提出了评价多馈入系统静态电压稳定的新指标,分析了新指标的物理意义,并依据最大功率曲线法的思想,结合直流系统的典型参数推导计算了新指标的临界值。用BPA软件搭建了简单三馈入系统,通过实例仿真计算解耦模型新指标的值,并设置了故障来仿真验证新指标的判定结果,最后基于上海典型多馈入系统数据进行仿真验证,说明了解耦模型新指标对大电网的规划指示作用。

关键词：直流多馈入系统多馈入短路比多馈入受端系统解耦模型电压稳定静态电压稳定新指标

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