多端柔性直流電網(wǎng)保護(hù)及穩(wěn)定控制研究.pdf

1、未來中國(guó)電網(wǎng)將逐步向源-網(wǎng)-荷-貿(mào)一體化，輸配電網(wǎng)輔助協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，柔性直流技術(shù)對(duì)于未來電網(wǎng)的模式轉(zhuǎn)化的發(fā)展改革具有重大意義。伴隨電壓源型變流器(Voltage Sourced Converters，VSC)的迅速發(fā)展，柔性直流技術(shù)已引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注并在近年投入了部分規(guī)模的應(yīng)用。多端柔性直流電網(wǎng)(Voltage Source Converter in Multi-terminal Direct Current,VSC-MTDC)因其

2、多源供電，多落點(diǎn)受電的高供電可靠性得到諸多學(xué)者的青睞。在輸電層面能夠促進(jìn)大規(guī)模可再生能源的消納和送出，促進(jìn)大范圍內(nèi)能源優(yōu)化互補(bǔ)，促進(jìn)不同區(qū)域電網(wǎng)的可靠異步互聯(lián);在配電層面可構(gòu)成不同電壓等級(jí)的多端柔性直流配電網(wǎng)，為配電網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行提供了良好的解決方案，進(jìn)一步提高了供電可靠性。因此，柔性直流技術(shù)已經(jīng)逐漸成為構(gòu)建下一代中國(guó)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　直流的保護(hù)及控制技術(shù)是保障多端柔性直流電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，本文以兩電平型電壓源型變流

3、器所組成的多端柔性直流電網(wǎng)為研究對(duì)象，主要工作包含運(yùn)行控制策略分析，故障暫態(tài)分析，系統(tǒng)仿真，保護(hù)和故障定位策略以及面向系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的控制策略，具體的工作可總結(jié)如下:
　　1)分析了柔性直流電網(wǎng)提出的背景及意義，闡述了柔性直流技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，對(duì)其相關(guān)的關(guān)鍵拓?fù)浼軜?gòu)以及運(yùn)行控制原理進(jìn)行了分析，為后續(xù)研究其保護(hù)及控制技術(shù)提供了研究基礎(chǔ);
　　2)分析推導(dǎo)多端柔性直流電網(wǎng)的不同的運(yùn)行控制方式及電壓控制策略，構(gòu)建多端柔性直流電網(wǎng)的

4、精確電磁暫態(tài)仿真模型，研究不同控制策略下系統(tǒng)的運(yùn)行特性;同時(shí)研究多端柔性直流電網(wǎng)的典型故障特性，分析其故障暫態(tài)過程
　　3)研究適用于多端柔性直流電網(wǎng)的保護(hù)策略，提出將限流電抗器安裝在直流線路出口處，并提出一種利用限流電抗器的直流線路快速保護(hù)策略來確定故障區(qū)間并跳開對(duì)應(yīng)斷路器;針對(duì)確定故障區(qū)間后的多端柔性直流電網(wǎng)，提出一種基于故障暫態(tài)信息的故障測(cè)距方法;最后，分別從直流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間及相關(guān)器件時(shí)限的角度和系統(tǒng)小信號(hào)穩(wěn)定角度討論電抗

5、器參數(shù)的選擇，得到穩(wěn)定性和保護(hù)約束條件下的限流電抗器的參數(shù)選擇范圍，并對(duì)所提出的限流電抗器參數(shù)取值的方法中進(jìn)行了仿真測(cè)試。
　　4)針對(duì)限流電抗器接入多端柔性直流電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，分層構(gòu)建多端柔性直流電網(wǎng)在不同控制策略的小信號(hào)穩(wěn)定模型，并從限流電抗器參數(shù)變化，下垂系數(shù)變化和系統(tǒng)傳輸功率變化三種角度分析其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響;最后，為改善限流電抗器接入多端柔性直流電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性，提出一種改進(jìn)傳統(tǒng)下垂控制控制策略來提升系統(tǒng)穩(wěn)