柔性直流输电在辽宁电网中的应用研究

随着城市工商业的发展和人们生活水平的提高，城市电网对其供电能力和供电质量提出了非常高的要求，尤其是人口密集地区的大型城市电网受到了前所未有的挑战。柔性直流输电(VSC-HVDC)是采用基于可关断型器件的电压源换流器(VSC)和PWM技术的新型直流输电技术,适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、无源网络供电、异步交流电网互联城市电网供电等领域，是未来直流输电技术的发展方向。本文重点研究了柔性直流输电技术数学建模及控制策略，以及该技术在辽宁地区的仿真应用研究。 1.建立了柔性直流输电系统的标幺值模型，并以abc三相静止坐标系下的VSC的数学模型为基础，建立了在d-q同步旋转坐标系下的暂态数学模型。研究了VSC换流站的双闭环直接电流控制策略，设计了基于电流前馈补偿解耦的电流内环控制策略，并讨论了直流电压、有功/无功、频率等外环控制策略，实现了有功无功解耦控制。 2.分析了柔性直流输电在系统发生不对称故障时，柔性直流输电系统的暂态数学模型和柔性直流输电系统的双序内环电流控制策略，以及基于抑制负序电流与抑制直流侧电压2次谐波的外环电压控制策略。针对鞍山地区存在220kV母线短路电流超标问题，提出采用柔性直流输电对短路电流进行抑制。并通过仿真验证了所提出的方法对抑制短路电流的效果。 4.针对大连地区电网结构特点进行负荷预测及电力平衡分析，结合大连地区环境因素提出市区电网存在的问题及市区南部电网存在的问题，并利用BPA对大连地区进行正常及特殊方式下的潮流计算验证地区电网的薄弱环节。 5.结合大连地区电网结构特点及潮流结果，利用BPA对柔性直流输电应用于大连地区进行仿真，通过各种方式下的潮流计算，验证柔性直流输电对提高供电能力及供电可靠性的作用；通过故障仿真，验证了柔性直流输电在提升系统暂态稳定性、提供无功电压支撑和改善系统电压稳定的能力。