一种提高双馈入直流系统稳定性的方法技术方案

本发明专利技术公开了高压直流输电线监测与控制技术领域中的一种提高双馈入直流系统稳定性的方法。包括：在双馈入直流系统中增加静止同步补偿器子系统，将静止同步补偿器子系统和两个电网换相高压直流子系统中的任意一个电网换相高压直流子系统直接并联到同一交流母线上，再使用与设定电气距离等值的阻抗将两个电网换相高压直流子系统的交流母线相连。本发明专利技术将静止同步补偿器子系统接入不同落点双馈入直流系统其中一个直流子系统逆变站的交流母线，有效改善了不同落点双馈入直流系统的运行特性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高压直流输电线监测与控制
，尤其涉及一种提高双馈入直流系统稳定性的方法。
技术介绍
电网换相高压直流 (Line-Commutated-Converter High Voltage DirectCurrent,LCC-HVDC)技术在远距离输电、异步联网、海底输电等方面获得了广泛的应用。截止到2012年8月，我国已建成投运的LCC-HVDC工程有20项。LCC-HVDC换流器采用晶闸管作为换流元件，LCC-HVDC运行需要交流系统提供换相电流，使得LCC-HVDC的运行可靠性受两端交流电网影响。因此，为了可靠换相，LCC-HVDC逆变侧交流系统必须有足够的强度。随着“西电东送、南北互供、全国联网”战略的全面实施，多条直流线路经过一定的电气距离馈入到同一地区形成了多馈入直流(Multi-Indeed Direct Current,MIDC)系统。根据交直流电网规划，到2015年将有8回以上的直流系统馈入华东电网，将有7回以上直流系统馈入南方电网。MIDC系统必将在交直流电网运行中发挥重大作用。但是，某一直流子系统交流侧故障所造成的邻近直流子系统交流母线电压波动问题，将成为影响多馈入直流系统发展的一大难题。静止同步补偿器(StaticSynchronous Compensator, STATC0M)具有对无功功率进行独立快速控制和提高电压稳定性的特点。STATC0M凭借其优良的动态特性，能显著提高输电系统的动态性能，即系统抗扰动能力。根据不同的系统需求，STATC0M可实现节点电压控制、功率振荡抑制、提闻系统稳态/暂态稳定极限等功能。鉴于上述背景，本专利技术提出将STATC0M接入不同落点双馈入直流输电系统其中一个直流子系统逆变站的交流母线，利用STATC0M对无功功率进行独立快速控制和提高电压稳定性的优势，既能改善本地直流子系统的稳态和暂态运行特性，又能经过一定的电气距离改善远端直流子系统的稳态和暂态运行特性，从而为交直流电网的稳定运行和规划发展提供指导意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种提高双馈入直流系统稳定性的方法，用于解决现有双馈入直流系统两回直流子系统相互影响，本地直流子系统交流侧故障会引起远端另一回直流子系统交流母线电压波动的问题。为了实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是，一种提高双馈入直流系统稳定性的方法，其特征在于，在双馈入直流系统中增加静止同步补偿器子系统，将静止同步补偿器子系统和两个电网换相高压直流子系统中的任意一个电网换相高压直流子系统直接并联到同一交流母线上，再使用与设定电气距离等值的阻抗将两个电网换相高压直流子系统的交流母线相连。所述静止同步补偿器子系统包括顺次相连的换流电抗、补偿子系统换流变压器漏抗和电压源型换流器。所述电网换相高压直流子系统逆变侧包括顺次相连的受端交流子系统、系统阻抗、高压直流子系统换流变压器漏抗、逆变侧滤波器和无功补偿装置的等值电纳和逆变侧换流器。本专利技术中将静止同步补偿器子系统接入不同落点双馈入直流系统其中一个直流子系统逆变站的交流母线，建立含静止同步补偿器子系统的双馈入直流系统模型，其能够有效改善不同落点双馈入直流系统的运行特性。附图说明图I是含静止同步补偿器子系统的不同落点双馈入直流系统结构示意图；图2(a)是不含静止同步补偿器子系统时第一电网换相高压直流子系统最大功率MPC1曲线图；·图2(b)是不含静止同步补偿器子系统时第一电网换相高压直流子系统最大传输有功功率MAP1曲线图；图3(a)是静止同步补偿器子系统容量变化时第一电网换相高压直流子系统最大功率MPC1曲线图；图3(b)是静止同步补偿器子系统容量变化时第一电网换相高压直流子系统最大传输有功功率MAP1曲线图；图4是不含静止同步补偿器子系统时第二电网换相高压直流子系统最大传输有功功率MAP2曲线图；图5是静止同步补偿器子系统容量变化时第二电网换相高压直流子系统最大传输有功功率MAP2曲线图；图6(a)是不含静止同步补偿器子系统时第一电网换相高压直流子系统甩负荷的暂态过电压曲线图；图6(b)是静止同步补偿器子系统容量变化时第一电网换相高压直流子系统甩负荷的暂态过电压曲线图；图7(a)是不含静止同步补偿器子系统时第二电网换相高压直流子系统甩负荷的暂态过电压曲线图；图7(b)是静止同步补偿器子系统容量变化时第二电网换相高压直流子系统甩负荷的暂态过电压曲线图。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。图I是含静止同步补偿器子系统的不同落点双馈入直流系统结构示意图。在本实施例中，将双馈入直流系统的两个电网换相高压直流子系统分别记作第一电网换相高压直流子系统LCC-HVDC1和第二电网换相高压直流子系统LCC-HVDC2。如图I所示，在双馈入直流系统中增加静止同步补偿器子系统STATC0M，将静止同步补偿器子系统STATC0M和两个电网换相高压直流子系统中的任意一个电网换相高压直流子系统直接并联到同一交流母线上。不失一般性，在本实施里中，将STATCOM和第一电网换相高压直流子系统LCC-HVDC1直接并联到同一交流母线上。第一电网换相高压直流子系统LCC-HVDC1和第二电网换相高压直流子系统LCC-HVDC2的交流母线之间存在一定的电气距离，因此本专利技术中使用与该电气距离等值的阻抗将LCC-HVDC1和LCC-HVDC2的交流母线相连。图I中，STATCOM包括顺次相连的换流电抗Xs、换流变压器漏抗Xts和电压源型换流器Cs。LCC-HVDC1逆变侧包括顺次相连的受端交流系统E1、系统阻抗Z1、换流变压器漏抗 XT1、逆变侧滤波器和无功补偿装置的等值电纳Bc1和逆变侧换流器CfLCC-HVDC2逆变侧包括顺次相连的受端交流系统E2、系统阻抗Z2、换流变压器漏抗Xt2、逆变侧滤波器和无功补偿装置的等值电纳Bc2和逆变侧换流器C2。在本实施例中，取LCC-HVDC1与国际大电网标准直流测试系统(CIGRE)模型参数相同，容量为1000MW，其逆变侧短路比SCR1=2. 5 ;LCC-HVDC2是根据LCC-HVDC1参数按比例修改得到的，容量为2000MW，其逆变侧短路比SCR1=2. 5 ;STATC0M子系统容量为300Mvar，其交流侧电压为230kV，直流侧电压为±100kV。下面根据图1，对含有STATCOM的不同落点双馈入直流系统模型，当STATCOM容量、直流子系统逆变侧的短路比(Short Circuit Ratio, SCR)以及直流落点间的电气距离不同时，通过MATLAB理论计算和PSCAD/EMTDC仿真对双馈入直流系统的最大功率曲线(MaximumPower Curve, MPC)、最大传输有功功率(Maximum Available Power, MAP)、暂态过电压(Transient Overvoltage, T0V)等运行指标进行评估，并根据评估结果说明增加STATCOM对双馈入直流系统的改善作用。对于独立的单馈入LCC-HVDC1的数学模型可描述为 ^,[COSf1-COSif1+//,)]门、刚 4=---(I)Udl 二—-^cosyl--Wdl(2) Ul本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高双馈入直流系统稳定性的方法，其特征在于，在双馈入直流系统中增加静止同步补偿器子系统，将静止同步补偿器子系统和两个电网换相高压直流子系统中的任意一个电网换相高压直流子系统直接并联到同一交流母线上，再使用与设定电气距离等值的阻抗将两个电网换相高压直流子系统的交流母线相连。

【技术特征摘要】
1.一种提高双馈入直流系统稳定性的方法，其特征在于，在双馈入直流系统中增加静止同步补偿器子系统，将静止同步补偿器子系统和两个电网换相高压直流子系统中的任意一个电网换相高压直流子系统直接并联到同一交流母线上，再使用与设定电气距离等值的阻抗将两个电网换相高压直流子系统的交流母线相连。2.根据权利要求I所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成勇，张岩坡，倪俊强，郭春义，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：