针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定...针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定量分析单馈入LCC-HVDC系统不同控制方式对交直流系统静态电压稳定的影响。其次,提出一种能够衡量交直流系统电压稳定裕度的综合短路比(integrated short circuit ratio,ISCR)强度指标。该指标考虑了交直流系统的实际潮流信息,能够同时应用于交直流系统的规划、设计和运行阶段;兼顾了LCC-HVDC系统的直流功率–电压动态特性,能够研究控制方式差异性对其影响;同时,基于静态电压稳定极限定义的临界综合短路比(critical integrated short circuit ratio,CISCR)指标取值恒为1,因而能够刻画互联交流电网对直流系统的临界电压支撑强度。最后,考虑额定运行工况和负荷动态变化过程的算例分析结果,及不同强度指标的对比分析,均表明了采用ISCR和CISCR指标的有效性。展开更多
当电网换相换流器高压直流输电（linecommutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）逆变侧交流母线处含有静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）时,LCC-HVDC与STATCOM均需要各自的锁相环（ph...当电网换相换流器高压直流输电（linecommutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）逆变侧交流母线处含有静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）时,LCC-HVDC与STATCOM均需要各自的锁相环（phase-locked-loop,PLL）为其控制系统提供基准。该文考虑LCC与STATCOM锁相环各自动态建立含STATCOM的LCC-HVDC系统的小干扰模型,采用经典特征根分析方法,通过对比LCC-HVDC系统与含STATCOM的LCC-HVDC系统二者之间的锁相环与控制系统参数可行域的差异,研究STATCOM对LCC-HVDC小干扰稳定裕度的影响。最后,通过理论计算,对比有无STATCOM投入时LCC-HVDC系统在不同SCR与不同PLL参数下的最大传输有功功率（maximum available power,MAP）及临界短路比（critical short circuit ratio,CSCR）的变化规律。研究结果表明,当LCC-HVDC连接较弱系统时,控制系统之间的耦合作用对LCC锁相环的稳定可行域产生负面影响,可能引发由于LCC锁相环增益过大而导致的整个混合系统的小干扰失稳现象。展开更多
电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VS...电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VSC稳态运行时的交流侧安全稳定性约束条件,分析安全稳定判据随短路比(short-circuit ratio,SCR)的变化规律,解释VSC联于弱交流系统时无法安全稳定运行的现象,并给出求取临界短路比(critical short-circuit ratio,CSCR)的步骤流程。在此基础上,研究各种工况因素(交流等效电动势、交流等效系统阻抗、VSC运行方式等)不同时VSC的CSCR,并和PSCAD的仿真结果进行对比验证。最后,总结VSC的CSCR的主要制约因素,并给出各种运行方式下CSCR的典型范围。展开更多
针对适用于接入弱交流系统的模块化多电平换流器型柔性直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)功率同步控制,该文从3个角度研究影响交直流系统最大可交换功率的因素。首先从系统稳态模型...针对适用于接入弱交流系统的模块化多电平换流器型柔性直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)功率同步控制,该文从3个角度研究影响交直流系统最大可交换功率的因素。首先从系统稳态模型分析得到接入点短路比、系统阻抗角及潮流方向对交直流系统交换功率产生的影响;然后根据功率同步控制策略建立计及电路和控制系统动态的小信号模型,通过与PSCAD/EMTDC中搭建的详细模型比较,验证小信号模型的有效性,分析小信号模型系统矩阵的特征根并经仿真验证可知,采用功率同步控制的MMC连结弱交流系统时可运行于逼近稳态功率极限且保持小信号稳定,连结强交流系统时阻尼不足;最后针对功率同步控制策略特有的同步稳定问题,寻找系统在不对称故障、对称故障、联网向无源供电状态切换等暂态过程中保持稳定时系统最小短路比,得到交流系统短路比稍大于1即可保证额定运行的换流器具备故障穿越能力。展开更多
为了准确评估混合双馈入直流系统中电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)子系统的受端系统强度,对LCC-HVDC子系统的有效短路比进行研究。第一,基于牛顿最优潮流算法,分...为了准确评估混合双馈入直流系统中电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)子系统的受端系统强度,对LCC-HVDC子系统的有效短路比进行研究。第一,基于牛顿最优潮流算法,分析混合双馈入直流系统中电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)子系统采用不同的功率输送方向和控制方式时,对LCC-HVDC子系统的交流系统电压支撑强度的影响关系。第二,计算VSC-HVDC子系统的等效阻抗,提出能够有效评估混合双馈入系统中LCC-HVDC子系统有效短路比的等值有效短路比指标。利用该指标可将混合双馈入直流系统中LCC-HVDC子系统等效为受端交流系统电压支撑强度与之相同的单馈入直流输电系统。最后,基于PSCAD/EMTDC进行仿真分析,仿真结果证明了VSC-HVDC对LCC-HVDC子系统影响关系的正确性以及等值有效短路比指标的有效性。展开更多
为了准确评估混合多馈入直流系统中电压源换流器型高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的受端系统强度,对VSC-HVDC的有效短路比进行研究。第一,建立了含有VSC和LCC的混合双馈入直流输电系...为了准确评估混合多馈入直流系统中电压源换流器型高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的受端系统强度,对VSC-HVDC的有效短路比进行研究。第一,建立了含有VSC和LCC的混合双馈入直流输电系统的小信号模型,基于该模型提出了LCC的运行阻抗的基本概念和计算方法;第二,结合LCC的运行阻抗,提出了混合多馈入直流输电系统中VSCHVDC有效短路比的计算方法,并分析了计及LCC-HVDC影响时VSC-HVDC的功率运行极限;第三,利用建立的小信号模型,研究了VSC控制器参数对其功率运行极限的影响。通过基于PSCAD/EMTDC的仿真分析,验证了相关结论的正确性。展开更多
针对柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)馈入的受端系统,以往研究仅分析了VSC-HVDC自身输出特性对加快受端系统恢复的作用。然而,鲜有从制定受端系统恢复策略的角度考虑,难以充分发挥VSC-H...针对柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)馈入的受端系统,以往研究仅分析了VSC-HVDC自身输出特性对加快受端系统恢复的作用。然而,鲜有从制定受端系统恢复策略的角度考虑,难以充分发挥VSC-HVDC对受端系统功率支援的作用。鉴于此,该文对VSC-HVDC馈入的受端系统恢复策略进行研究,构建受端系统多阶段机组恢复模型。首先,引入短路比指标表征交流系统的恢复程度,利用支路追加法量化机组恢复进程,定量分析直流落点处的输出功率。其次,依据交流系统短路比变化将机组恢复过程划分为无源系统、弱交流系统和强交流系统阶段。以线路充电无功、线路恢复时间以及线路短路容量贡献度为权值,针对不同阶段提出单路径恢复、扩展路径恢复以及多路径恢复的恢复模式。然后,提出综合反映恢复机组以及恢复路径优劣的评价指标,利用组合赋权法对机组恢复次序进行快速决策,将机组恢复的连续时间过程转化为分阶段进行的离散过程。最后,以改进的IEEE39节点系统为例,验证所提方法的可行性和有效性。展开更多
文摘针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定量分析单馈入LCC-HVDC系统不同控制方式对交直流系统静态电压稳定的影响。其次,提出一种能够衡量交直流系统电压稳定裕度的综合短路比(integrated short circuit ratio,ISCR)强度指标。该指标考虑了交直流系统的实际潮流信息,能够同时应用于交直流系统的规划、设计和运行阶段;兼顾了LCC-HVDC系统的直流功率–电压动态特性,能够研究控制方式差异性对其影响;同时,基于静态电压稳定极限定义的临界综合短路比(critical integrated short circuit ratio,CISCR)指标取值恒为1,因而能够刻画互联交流电网对直流系统的临界电压支撑强度。最后,考虑额定运行工况和负荷动态变化过程的算例分析结果,及不同强度指标的对比分析,均表明了采用ISCR和CISCR指标的有效性。
文摘当电网换相换流器高压直流输电（linecommutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）逆变侧交流母线处含有静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）时,LCC-HVDC与STATCOM均需要各自的锁相环（phase-locked-loop,PLL）为其控制系统提供基准。该文考虑LCC与STATCOM锁相环各自动态建立含STATCOM的LCC-HVDC系统的小干扰模型,采用经典特征根分析方法,通过对比LCC-HVDC系统与含STATCOM的LCC-HVDC系统二者之间的锁相环与控制系统参数可行域的差异,研究STATCOM对LCC-HVDC小干扰稳定裕度的影响。最后,通过理论计算,对比有无STATCOM投入时LCC-HVDC系统在不同SCR与不同PLL参数下的最大传输有功功率（maximum available power,MAP）及临界短路比（critical short circuit ratio,CSCR）的变化规律。研究结果表明,当LCC-HVDC连接较弱系统时,控制系统之间的耦合作用对LCC锁相环的稳定可行域产生负面影响,可能引发由于LCC锁相环增益过大而导致的整个混合系统的小干扰失稳现象。
文摘电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VSC稳态运行时的交流侧安全稳定性约束条件,分析安全稳定判据随短路比(short-circuit ratio,SCR)的变化规律,解释VSC联于弱交流系统时无法安全稳定运行的现象,并给出求取临界短路比(critical short-circuit ratio,CSCR)的步骤流程。在此基础上,研究各种工况因素(交流等效电动势、交流等效系统阻抗、VSC运行方式等)不同时VSC的CSCR,并和PSCAD的仿真结果进行对比验证。最后,总结VSC的CSCR的主要制约因素,并给出各种运行方式下CSCR的典型范围。
文摘针对适用于接入弱交流系统的模块化多电平换流器型柔性直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)功率同步控制,该文从3个角度研究影响交直流系统最大可交换功率的因素。首先从系统稳态模型分析得到接入点短路比、系统阻抗角及潮流方向对交直流系统交换功率产生的影响;然后根据功率同步控制策略建立计及电路和控制系统动态的小信号模型,通过与PSCAD/EMTDC中搭建的详细模型比较,验证小信号模型的有效性,分析小信号模型系统矩阵的特征根并经仿真验证可知,采用功率同步控制的MMC连结弱交流系统时可运行于逼近稳态功率极限且保持小信号稳定,连结强交流系统时阻尼不足;最后针对功率同步控制策略特有的同步稳定问题,寻找系统在不对称故障、对称故障、联网向无源供电状态切换等暂态过程中保持稳定时系统最小短路比,得到交流系统短路比稍大于1即可保证额定运行的换流器具备故障穿越能力。
文摘为了准确评估混合双馈入直流系统中电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)子系统的受端系统强度,对LCC-HVDC子系统的有效短路比进行研究。第一,基于牛顿最优潮流算法,分析混合双馈入直流系统中电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)子系统采用不同的功率输送方向和控制方式时,对LCC-HVDC子系统的交流系统电压支撑强度的影响关系。第二,计算VSC-HVDC子系统的等效阻抗,提出能够有效评估混合双馈入系统中LCC-HVDC子系统有效短路比的等值有效短路比指标。利用该指标可将混合双馈入直流系统中LCC-HVDC子系统等效为受端交流系统电压支撑强度与之相同的单馈入直流输电系统。最后,基于PSCAD/EMTDC进行仿真分析,仿真结果证明了VSC-HVDC对LCC-HVDC子系统影响关系的正确性以及等值有效短路比指标的有效性。
文摘为了准确评估混合多馈入直流系统中电压源换流器型高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的受端系统强度,对VSC-HVDC的有效短路比进行研究。第一,建立了含有VSC和LCC的混合双馈入直流输电系统的小信号模型,基于该模型提出了LCC的运行阻抗的基本概念和计算方法;第二,结合LCC的运行阻抗,提出了混合多馈入直流输电系统中VSCHVDC有效短路比的计算方法,并分析了计及LCC-HVDC影响时VSC-HVDC的功率运行极限;第三,利用建立的小信号模型,研究了VSC控制器参数对其功率运行极限的影响。通过基于PSCAD/EMTDC的仿真分析,验证了相关结论的正确性。
文摘针对柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)馈入的受端系统,以往研究仅分析了VSC-HVDC自身输出特性对加快受端系统恢复的作用。然而,鲜有从制定受端系统恢复策略的角度考虑,难以充分发挥VSC-HVDC对受端系统功率支援的作用。鉴于此,该文对VSC-HVDC馈入的受端系统恢复策略进行研究,构建受端系统多阶段机组恢复模型。首先,引入短路比指标表征交流系统的恢复程度,利用支路追加法量化机组恢复进程,定量分析直流落点处的输出功率。其次,依据交流系统短路比变化将机组恢复过程划分为无源系统、弱交流系统和强交流系统阶段。以线路充电无功、线路恢复时间以及线路短路容量贡献度为权值,针对不同阶段提出单路径恢复、扩展路径恢复以及多路径恢复的恢复模式。然后,提出综合反映恢复机组以及恢复路径优劣的评价指标,利用组合赋权法对机组恢复次序进行快速决策,将机组恢复的连续时间过程转化为分阶段进行的离散过程。最后,以改进的IEEE39节点系统为例,验证所提方法的可行性和有效性。
