高压直流输电对交流系统暂态稳定影响的研究

随着我国“西电东送,南北互供,全国联网”的电力发展战略的实施,电力系统的发展越来越快。高压直流输电由于其在远距离、超大容量输电中的明显优势,已经成为电网中重要的组成部分。随着高压直流输电传输容量在系统中所占的比例越来越大,直流输电为受端交流系统提供电力的同时,其消耗的无功功率约为直流传输功率的40～60%,这就使得与高压直流输电相连的交流系统的稳定性问题变的非常重要。因此,必须从系统安全与稳定的角度对交直流系统暂态稳定进行分析研究,从而为电网实际运行提供有力的技术支持,保证电网的安全稳定运行。 本文首先介绍了高压直流输电控制系统的基本结构及工作原理,对高压直流输电系统换流器的不同控制方式进行了分析。然后再对交流系统潮流计算分析的基础上,研究了交直流系统潮流计算的数学模型,并对交直流系统潮流计算的算法进行了分析。在此基础上对交直流系统的暂态稳定问题进行了研究,分析了短路比与系统强度的关系以及换流站交流母线电压稳定的判据;研究了HVDC的不同控制方式对于交流系统的影响,以及系统电压稳定与功角稳定的关系。最后针对具体的算例,对稳态运行、交流系统三相短路故障、直流系统功率反向以及直流线路闭锁等情况下的交直流系统暂态稳定问题进行了仿真研究。仿真结果验证了对于交直流系统的暂态稳定分析,证明了当交直流系统发生故障时,通过直流系统的快速控制调整,能够迅速抑制故障,恢复系统稳定;同时还分析了直流输电线路不同故障对系统稳定性影响的严重程度,提出了故障时保持系统稳定的有效方法。