基于提升特高压交直流系统稳定性的研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于UPFC提升特高压交直流系统稳定性的研究学科专业电气工程学号201521170116作者姓名韩蕾指导教师左琳副教授分类号密级注1UDC学位论文基于UPFC提升特高压交直流系统稳定性的研究（题名和副题名）韩蕾（作者姓名）指导教师左琳副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电气工程提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05.15学位授予单位和日期电子科技

2、大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StabilityImprovementofUHVAC-DCPowerSystemBasedonUnifiedPowerFlowControllerAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:ElectricalEngineeringAuthor:LeiHanSupervisor:Prof.LinZuoSchool:SchoolofInfor

3、mationandSoftwareEngineering摘要摘要随着全国电网互联、特高压远距离输电和大规模风电并网等的逐步实施，以及大量新型设备、元器件的投入运行，电力系统的稳定问题进一步突显，特别是动态稳定性问题已成为制约联络线输送功率极限提高、互联电力系统安全稳定运行最重要的因素之一。其中，特高压(UHV)交直流新电网格局的动态稳定开始受到广泛关注，利用新型柔性交流输电系统(FACTS)装置提供阻尼以抑制电力系统功率振荡，可作为改善交直流网络动态稳定特性非常有潜力的方法。统一潮流控制器(UPFC)作为目前特性最优越的FACTS装置，可安装于

4、系统联络线处调控潮流分配并影响系统稳定性，从而得以提升交直流混联系统电能质量与安全运行。针对基于UPFC提升特高压交直流系统稳定性这一问题，本文简要介绍特高压直流(UHVDC)输电技术与FACTS技术的国内外研究现状，确立了UHVDC输电接入形成新型交直流混联系统的研究背景，应用电力系统仿真软件DSA开展针对UHVDC系统与UPFC装置建模的理论研究，完成了基于用户自定义建模方法的UPFC_UDM模型和UHVDC_UDM模型的设计，并分析了UPFC对UHVDC交直流混联系统特性的影响。本文所做的主要工作包括：（1）概述DSA程序并介绍基于DSA

5、常规交流电力系统稳定分析机理。同时，详细挖掘DSA用户自定义技术的核心内容与建模机制，归纳如何基于DSA搭建自定义模型的详细步骤。（2）基于常规高压直流技术开展UHVDC输电系统机理研究，针对UHVDC系统进行数学模型推导，并讨论其控制策略及特性。确立了UHVDC系统准稳态模型为研究对象，完成UHVDC_UDM自定义模型的创建。（3）针对UPFC机理进行详细分析，推导基于等效电压源模型和基于等效功率注入模型的UPFC稳态数学模型，以及考虑换流器和直流电容动态调节过程的UPFC动态数学模型。重点基于UDM搭建了UPFC两侧换流器的自定义模型，并设

6、计相应辅助控制系统模型，完成UPFC_UDM自定义模型的设计。（4）基于简单两机系统与典型新英格兰系统，分别验证UHVDC_UDM模型与UPFC_UDM模型的可行性。通过添加UHVDC模型构造改进的两区四机交直流系统，以此为算例实施潮流稳态仿真与故障扰动仿真分析。结果表明，UPFC_UDM模型可灵活调控交直流系统的传输潮流且能够支撑系统电压并平抑故障功率振荡。关键词：统一潮流控制器，特高压直流，交直流混联，柔性交流输电，稳定性IABSTRACTABSTRACTWiththeadventofnationalnetworkinterconnecti

7、on,UltraHighVoltage(UHV)long-distancepowertransmissionandlarge-scalewindpowerintegrationtakingintoeffect,accompanyingwithmultitudesofnewequipmentandcomponentsputintooperation,theproblemofpowersystemstabilityisfurtherhighlighted.Especially,thedynamicstabilityproblemhasbecomeo

8、neofthemostimportantfactorstorestricttheimprovementoftransmissionpowerlimit