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为进一步满足中国大型能源基地的外送需求,使我国的能源配置在大区域范围进一步优化,我国特高压电网进入大规模建设阶段。大容量特高压直流的接入,使得交流系统安全稳定特性、电网结构特征和系统的运行控制更加复杂,安全稳定风险增加。在此背景下,本文针对特高压直流接入交流电网,对直流闭锁故障后交流系统电压和频率响应特性、提高交流系统电压稳定性的无功协调优化控制策略和分布式有功资源参与直流闭锁故障调频的动作判据进行了研究,主要工作包括:
对直流闭锁故障后交流受端系统的电压响应特性进行分析,分析了交流系统的电压稳定薄弱区域;研究了直流闭锁故障后交流系统的频率响应特性和存在的风险,对切负荷区域对故障后系统的恢复作用进行了分析,观测了不同空间分布节点频率响应特性的差异。分析结果表明:直流闭锁故障可导致弱受端系统电压失稳,交流系统电压薄弱区域存在于直流落点和联络线落点区域;直流闭锁故障将造成交流系统频率的剧烈波动下降,切除故障点附近负荷可减小故障后系统的振荡程度,不同空间分布节点随着与故障点电气距离的增加频率响应特性略有差异。
针对直流闭锁故障后交流系统电压稳定问题,提出了一种基于无功-电压灵敏度的无功协调优化控制方法,考虑了交流系统的电压偏差、调相机无功裕度及投入无功资源的经济性,可在预防控制和紧急控制两种方式下进行实施。分析表明:采用基于无功-电压灵敏度的无功协调优化控制策略,可明显改善直流闭锁故障后受端系统电压稳定性。在提高系统动态无功支撑能力的同时,也整体提高了故障后交流电网电压水平。
针对直流闭锁故障后受端系统频率稳定问题,提出了一种配网末端分布式负荷快速响应直流闭锁故障的触发判据。该判据结合无功-电压灵敏度和Hausdorff距离相似度算法,分为电压判断逻辑和频率判断逻辑两部分对直流闭锁故障进行判断。分析结果表明:该判据可作为传统机组一次、二次调频的辅助调频措施,可在一、二次调频完成之前触发分布式智能终端装置,调控分布式负荷对频率进行快速支撑。分布式负荷响应故障信号被切除后,可对系统频率产生快速有效的支撑作用。
对直流闭锁故障后交流受端系统的电压响应特性进行分析,分析了交流系统的电压稳定薄弱区域;研究了直流闭锁故障后交流系统的频率响应特性和存在的风险,对切负荷区域对故障后系统的恢复作用进行了分析,观测了不同空间分布节点频率响应特性的差异。分析结果表明:直流闭锁故障可导致弱受端系统电压失稳,交流系统电压薄弱区域存在于直流落点和联络线落点区域;直流闭锁故障将造成交流系统频率的剧烈波动下降,切除故障点附近负荷可减小故障后系统的振荡程度,不同空间分布节点随着与故障点电气距离的增加频率响应特性略有差异。
针对直流闭锁故障后交流系统电压稳定问题,提出了一种基于无功-电压灵敏度的无功协调优化控制方法,考虑了交流系统的电压偏差、调相机无功裕度及投入无功资源的经济性,可在预防控制和紧急控制两种方式下进行实施。分析表明:采用基于无功-电压灵敏度的无功协调优化控制策略,可明显改善直流闭锁故障后受端系统电压稳定性。在提高系统动态无功支撑能力的同时,也整体提高了故障后交流电网电压水平。
针对直流闭锁故障后受端系统频率稳定问题,提出了一种配网末端分布式负荷快速响应直流闭锁故障的触发判据。该判据结合无功-电压灵敏度和Hausdorff距离相似度算法,分为电压判断逻辑和频率判断逻辑两部分对直流闭锁故障进行判断。分析结果表明:该判据可作为传统机组一次、二次调频的辅助调频措施,可在一、二次调频完成之前触发分布式智能终端装置,调控分布式负荷对频率进行快速支撑。分布式负荷响应故障信号被切除后,可对系统频率产生快速有效的支撑作用。