交直流混合输电系统的无功优化

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第4期继电器Vo1．34No．42006年2月16日RELAYFeb．16，200635交直流混合输电系统的无功优化彭磊，吴耀武，熊信银，娄素华(华中科技大学电气与电子工程学院。湖北武汉430074)摘耍：提出了交直流混合系统的无功优化模型．优化控制变量不仅包含传统的交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头，而且还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率以及换流变压器变比．模型运用PSO算法进行优化求解。引用IEEE中9节点算例表明该模型是正确的，该算法是收敛、有效的。关键词：无功优化；混合输电系统；高

2、压直流输电；粒子群算法中图分类号：TM714．3文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)04-0035-05整流器、逆变器、直流网络组成。0引言整流器和逆变器统称换流器，换流器的控制方在现代电网中，由于电网互联可以提高供电可式多样，有定电压控制(CV)、定电流控制(CC)、定靠性、节省电力投资、提高电网运行经济效益，各大功率控制(CP)、定触发角控制(CIA)、定熄弧角控电网的联网已是大趋势。各大电网的连接问题上，制(CEA)等。其中，HVDC中通常有一个换流站用有直流连接和交流连接两种，如东北网和华北网就于控制系统电压。为保证换流器的可靠触发和安全是交流连接，华东

3、网与华中网就是以葛洲坝一南桥换相，每个换流器都有最小触发角的限制，整流器的直流线路实现互联。直流联网具有可以有效防止大最小触发角一般为5。一7。，逆变器的最小熄弧角一规模停电、可以进行事故紧急支援、不影响被联电网般为l4。一l6。。由于换流阀的负荷能力有限，每个的稳定水平等优点，因此直流输电方式已经在大容换流器都有一个最大的限制电流，⋯。同时，为保量网络电能传输中被广泛运用。目前中国已经有证电流的连续性，每个换流器又有一个最小限制电lO个直流输电工程，总输电容量>18GW，总输电流，图1为交直流系统图。距离>7000km，无论是输电容量和输电距离都已经成为直流输电世界第一大国⋯。

4、而在交直流系统中，直流输电对交流网络的影响已经在实际运行中表现出来，比如天广直流输电就出现交流电网电压波动大的问题J，如何从全局调度交直流系统无图1交互流系统功补偿及直流输电运行条件，来使得考虑到电压指Fig．1HybridAC／HVDCpowersystem标、有功网损等因素的综合效益最好将是规划与调度部门需要考虑的问题。如图1，HVDC满足下列方程组：本文提出了交直流混合系统的模型，以网络理Ud：K1KoU~OS0d—，d(1)论为基础运算直流网络，以功率作为交直流联系的1，=K3vzI(2)纽带，并运用粒子群算法对模型的控制量进行最优dII求解。，COS：Ul，d(3)bt

5、1高压直流输电系统(HVDC)一U0OS：0(4)Pt(d)：NbUt，ICOS=Ud，d(5)交直流系统是以换流站连接，通常以换流站换Qt(d)=P。(d)tan(6)流变压器初级绕组所连接的交流系统母线为分界，式中：、为换流站直流电压和换流站交流母线将系统分为交流系统和直流系统。交流部分由发电电压，为逆变器时取负号；，d、，。、，为直流电流、机、变压器、交流线路组成，直流部分由换流变压器、换流变压器一次侧基波电流、换流变压器二次侧基维普资讯http://www.cqvip.com36继电器波电流；为换相电抗；为控制角，对整流器为触第五项为对直流电流越界罚函数。发延迟角，对逆变

6、器为熄弧角6；为换流器功率2．2功率方程约束因数角；为每极的串联电桥数；K为换流变压器功率约束方程，即潮流方程为：0厅P(x—JpI一P变比；。=Ⅳb；：；K3为计及换相重叠现象．)，v1III而引入的系数，一般取0．995可以达到足够的精度；U∑(G~jcosO+sin)i∈NJ(11)1厅Q(+Q(：—QI一Qd．1==Ⅳ；P【(I、Q【(I)为交流母线流向换流器IIN的有功功率和无功功率。U∑(Gsin一B~jcos0)i∈N2交直流系统无功优化数学模型式中：Ⅳ为系统总节点数；P、Q分别为交流系统发电机节点的有功功率和无功功率出力；PQ。分别2．1目标函数为负荷节点的有功和

7、无功负荷功率；P州-)、Q州㈦分在有功调度已经给定的情况下，以系统网损最别为直流节点的有功和九功输入；Q为节点无功补小为目标，以负荷节点电压质量、发电机节点无功出偿容量；GB分别为节点i√之间的电导、电纳力、直流换流器电流为罚函数，本文采用扩展的目标和电压相角差。函数为：2．3变量约束ⅣlAUI+A∑变量约束可分为控制变量约束和状态变量约1一)+i．束。选取发电机端电压、无功补偿节点补偿容量Ns，vd△，。l^Q¨变压器分接头．、控制电、控制电流，控AAAQ,；j)+A，∑)=l