一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了高壓直流輸電線監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)領(lǐng)域中的一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。包括：在雙饋入直流系統(tǒng)中增加靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)，將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)和兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)中的任意一個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)直接并聯(lián)到同一交流母線上，再使用與設(shè)定電氣距離等值的阻抗將兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)的交流母線相連。本發(fā)明專利技術(shù)將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)接入不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)其中一個(gè)直流子系統(tǒng)逆變站的交流母線，有效改善了不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)的運(yùn)行特性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于高壓直流輸電線監(jiān)測(cè)與控制
，尤其涉及一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。
技術(shù)介紹
電網(wǎng)換相高壓直流 (Line-Commutated-Converter High Voltage DirectCurrent,LCC-HVDC)技術(shù)在遠(yuǎn)距離輸電、異步聯(lián)網(wǎng)、海底輸電等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。截止到2012年8月，我國(guó)已建成投運(yùn)的LCC-HVDC工程有20項(xiàng)。LCC-HVDC換流器采用晶閘管作為換流元件，LCC-HVDC運(yùn)行需要交流系統(tǒng)提供換相電流，使得LCC-HVDC的運(yùn)行可靠性受兩端交流電網(wǎng)影響。因此，為了可靠換相，LCC-HVDC逆變側(cè)交流系統(tǒng)必須有足夠的強(qiáng)度。隨著“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的全面實(shí)施，多條直流線路經(jīng)過(guò)一定的電氣距離饋入到同一地區(qū)形成了多饋入直流(Multi-Indeed Direct Current,MIDC)系統(tǒng)。根據(jù)交直流電網(wǎng)規(guī)劃，到2015年將有8回以上的直流系統(tǒng)饋入華東電網(wǎng)，將有7回以上直流系統(tǒng)饋入南方電網(wǎng)。MIDC系統(tǒng)必將在交直流電網(wǎng)運(yùn)行中發(fā)揮重大作用。但是，某一直流子系統(tǒng)交流側(cè)故障所造成的鄰近直流子系統(tǒng)交流母線電壓波動(dòng)問(wèn)題，將成為影響多饋入直流系統(tǒng)發(fā)展的一大難題。靜止同步補(bǔ)償器(StaticSynchronous Compensator, STATC0M)具有對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行獨(dú)立快速控制和提高電壓穩(wěn)定性的特點(diǎn)。STATC0M憑借其優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性，能顯著提高輸電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，即系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力。根據(jù)不同的系統(tǒng)需求，STATC0M可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)電壓控制、功率振蕩抑制、提聞系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)穩(wěn)定極限等功能。鑒于上述背景，本專利技術(shù)提出將STATC0M接入不同落點(diǎn)雙饋入直流輸電系統(tǒng)其中一個(gè)直流子系統(tǒng)逆變站的交流母線，利用STATC0M對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行獨(dú)立快速控制和提高電壓穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)，既能改善本地直流子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行特性，又能經(jīng)過(guò)一定的電氣距離改善遠(yuǎn)端直流子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行特性，從而為交直流電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和規(guī)劃發(fā)展提供指導(dǎo)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提出一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，用于解決現(xiàn)有雙饋入直流系統(tǒng)兩回直流子系統(tǒng)相互影響，本地直流子系統(tǒng)交流側(cè)故障會(huì)引起遠(yuǎn)端另一回直流子系統(tǒng)交流母線電壓波動(dòng)的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出的技術(shù)方案是，一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，在雙饋入直流系統(tǒng)中增加靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)，將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)和兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)中的任意一個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)直接并聯(lián)到同一交流母線上，再使用與設(shè)定電氣距離等值的阻抗將兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)的交流母線相連。所述靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)包括順次相連的換流電抗、補(bǔ)償子系統(tǒng)換流變壓器漏抗和電壓源型換流器。所述電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)逆變側(cè)包括順次相連的受端交流子系統(tǒng)、系統(tǒng)阻抗、高壓直流子系統(tǒng)換流變壓器漏抗、逆變側(cè)濾波器和無(wú)功補(bǔ)償裝置的等值電納和逆變側(cè)換流器。本專利技術(shù)中將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)接入不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)其中一個(gè)直流子系統(tǒng)逆變站的交流母線，建立含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)的雙饋入直流系統(tǒng)模型，其能夠有效改善不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)的運(yùn)行特性。附圖說(shuō)明圖I是含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)的不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(a)是不含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)時(shí)第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)最大功率MPC1曲線圖；·圖2(b)是不含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)時(shí)第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)最大傳輸有功功率MAP1曲線圖；圖3(a)是靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)容量變化時(shí)第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)最大功率MPC1曲線圖；圖3(b)是靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)容量變化時(shí)第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)最大傳輸有功功率MAP1曲線圖；圖4是不含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)時(shí)第二電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)最大傳輸有功功率MAP2曲線圖；圖5是靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)容量變化時(shí)第二電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)最大傳輸有功功率MAP2曲線圖；圖6(a)是不含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)時(shí)第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)甩負(fù)荷的暫態(tài)過(guò)電壓曲線圖；圖6(b)是靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)容量變化時(shí)第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)甩負(fù)荷的暫態(tài)過(guò)電壓曲線圖；圖7(a)是不含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)時(shí)第二電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)甩負(fù)荷的暫態(tài)過(guò)電壓曲線圖；圖7(b)是靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)容量變化時(shí)第二電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)甩負(fù)荷的暫態(tài)過(guò)電壓曲線圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本專利技術(shù)的范圍及其應(yīng)用。圖I是含靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)的不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，將雙饋入直流系統(tǒng)的兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)分別記作第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)LCC-HVDC1和第二電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)LCC-HVDC2。如圖I所示，在雙饋入直流系統(tǒng)中增加靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)STATC0M，將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)STATC0M和兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)中的任意一個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)直接并聯(lián)到同一交流母線上。不失一般性，在本實(shí)施里中，將STATCOM和第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)LCC-HVDC1直接并聯(lián)到同一交流母線上。第一電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)LCC-HVDC1和第二電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)LCC-HVDC2的交流母線之間存在一定的電氣距離，因此本專利技術(shù)中使用與該電氣距離等值的阻抗將LCC-HVDC1和LCC-HVDC2的交流母線相連。圖I中，STATCOM包括順次相連的換流電抗Xs、換流變壓器漏抗Xts和電壓源型換流器Cs。LCC-HVDC1逆變側(cè)包括順次相連的受端交流系統(tǒng)E1、系統(tǒng)阻抗Z1、換流變壓器漏抗 XT1、逆變側(cè)濾波器和無(wú)功補(bǔ)償裝置的等值電納Bc1和逆變側(cè)換流器CfLCC-HVDC2逆變側(cè)包括順次相連的受端交流系統(tǒng)E2、系統(tǒng)阻抗Z2、換流變壓器漏抗Xt2、逆變側(cè)濾波器和無(wú)功補(bǔ)償裝置的等值電納Bc2和逆變側(cè)換流器C2。在本實(shí)施例中，取LCC-HVDC1與國(guó)際大電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)直流測(cè)試系統(tǒng)(CIGRE)模型參數(shù)相同，容量為1000MW，其逆變側(cè)短路比SCR1=2. 5 ;LCC-HVDC2是根據(jù)LCC-HVDC1參數(shù)按比例修改得到的，容量為2000MW，其逆變側(cè)短路比SCR1=2. 5 ;STATC0M子系統(tǒng)容量為300Mvar，其交流側(cè)電壓為230kV，直流側(cè)電壓為±100kV。下面根據(jù)圖1，對(duì)含有STATCOM的不同落點(diǎn)雙饋入直流系統(tǒng)模型，當(dāng)STATCOM容量、直流子系統(tǒng)逆變側(cè)的短路比(Short Circuit Ratio, SCR)以及直流落點(diǎn)間的電氣距離不同時(shí)，通過(guò)MATLAB理論計(jì)算和PSCAD/EMTDC仿真對(duì)雙饋入直流系統(tǒng)的最大功率曲線(MaximumPower Curve, MPC)、最大傳輸有功功率(Maximum Available Power, MAP)、暫態(tài)過(guò)電壓(Transient Overvoltage, T0V)等運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果說(shuō)明增加STATCOM對(duì)雙饋入直流系統(tǒng)的改善作用。對(duì)于獨(dú)立的單饋入LCC-HVDC1的數(shù)學(xué)模型可描述為 ^,[COSf1-COSif1+//,)]門(mén)、剛 4=---(I)Udl 二—-^cosyl--Wdl(2) Ul本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，在雙饋入直流系統(tǒng)中增加靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)，將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)和兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)中的任意一個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)直接并聯(lián)到同一交流母線上，再使用與設(shè)定電氣距離等值的阻抗將兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)的交流母線相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種提高雙饋入直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，其特征在于，在雙饋入直流系統(tǒng)中增加靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)，將靜止同步補(bǔ)償器子系統(tǒng)和兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)中的任意一個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)直接并聯(lián)到同一交流母線上，再使用與設(shè)定電氣距離等值的阻抗將兩個(gè)電網(wǎng)換相高壓直流子系統(tǒng)的交流母線相連。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙成勇，張巖坡，倪俊強(qiáng)，郭春義，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華北電力大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：