负荷模型对交直流混合输电系统稳定的影响

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1、研究与分析YANJIUYUFENX负荷型对支直流混舍输电系统稳定的影响—局岩’l

2、(吉林省电力公司，吉林长春130021)●摘要：为了研究负荷模型对交直流系统动态稳定的影响，利用电力系统仿真软件BPA对WSCC36节点输电系统●进行了动态仿真，比较了不同的直流控制方式下目前电网分析中经常使用的几种负荷模型对暂态稳定的影响。仿真结果表明：负荷特性对交直流混合输电系统的动态稳定有明显的影响，受端使用考虑配网支路的综合模型最容易造成功角失稳和电压失稳，恒阻抗静态模型最有利于功角稳定和电压稳定。由于不同模型的仿真结果差别较大，并且不存在对所有故障都保

3、守的负荷模型，因此采用最反映实际情况的负荷模型才能有效保证仿真结果的可信度。关键词：交直流系统；动态：仿真：负荷模型中图分类号：TM721．3文献标志码：A文章编号：1673—7598(2009)07—0032—05O引言1高压直流输电随着电力系统的高速发展，跨区域电网互联已1．1直流输电的现状成为主要发展趋势，互联后电力系统规模更大．动态自1954年HVDC输电首次商业性成功地应用于行为更加复杂，对电力系统安全稳定带来更大的挑瑞典大陆和哥特兰岛之间以来，随着电力电子技术战。为了提高互联系统的安全性和经济性，高压直流的快速发展和直流输电控制能

4、力的提高，直流输电输电系统(HighVoltageDirectCurrentSystems，HVDC)技术蓬勃发展。由于直流输电在一些方面具有交流和柔性交流输电系统(FlexibleACTransmission输电无法比拟的优点，已成为电网建设的一个发展Systems，FACTS)装置被越来越广泛地应用于电力系方向。我国的葛洲坝一上海直流输电工程于1989年统中。但该类设备使得电网的分析、运行及其控制投人运行。天生桥一广州直流输电工程于2001年变得更加复杂。因此有必要对包含这些设备的电力双极投入运行。此外，三峡一常州直流输电工程极系统进行更

5、有效更可靠的数字仿真，以便于电力工I系统也已送电成功。同时为了适应我国电网发展作者进行试验研究、设计规划和调度运行]。需求，正在兴建和即将兴建的直流工程还包括即将提高高压交直流混合输电系统动态过程的仿真成为世界上规模最大的直流换流站的三峡一广东直可信度，必须选择适合的模型，其中负荷模型是非常流输电工程、贵州一广东直流输电工程、三峡右岸一关键的。尤其当系统处于重载时，采用不同负荷模型上海练塘直流输电工程。随着大批直流线路的投运，进行仿真可能得到不同的甚至是截然相反的仿真结我国电力系统进入了交直流混合输电的时代。研究果。本文利用BPA软件，采用不

6、同负荷模型仿真了交直流混合电网的动态特性成为一项紧迫的任务。交流系统发生故障时的负荷节点电压波形及发电机1_2交直流混合输电系统中需要解决的问题功角波形．以及整流侧和逆变侧电压波形图，这为分目前。尽管直流输电有很多优点，但交直流混合析高压交直流输电系统中发生交流故障对直流侧的输电系统中依然存在很多需要深入研究的问题。例影响以及研究恢复办法提供了有效的依据。如：1)直流输电系统换相失败；2)多个换流站落点的选择；3)对直流输电系统控制器的研究；4)交直流混收稿日期：2009—05—07作者简介：高岩(1974一)，男，吉林长春人，主要研究方向为

7、电力系统动态仿真、负荷建模。YANJIUYUFENXl研究与分析合输电系统的暂态过程；5)交直流混合输电系统的电压零次项相当于恒定功率负荷(P)，这就是常用稳态运行和调控。的ZIP模型；1+1．厂0为负荷的频率特性。解决上述问题最有效的工具就是电力系统动态0，3_2动态负荷模型仿真。众所周知，仿真中负荷模型的不确定性最大，动态负荷模型进一步分为机理式和非机理式模对仿真结果的影响也很大。本文的目的就是利用型。非机理式动态模型的形式有常微分方程模型、传BPA仿真软件研究不同的常用负荷模型对交直流混递函数模型、状态空问模型、时域离散模型，此外还合电

8、网的动态特性影响。有描述负荷非线性特性的人工神经网络模型和机理2仿真软件BPA式动态模型。最初的机理式模型是一阶或三阶感应电动机模型。但是。由于感应电动机正常运行时对功率因数有一定的要求。所以，一般采用感应电动机并BPA是一个大型电力系统分析软件包。它以联恒阻抗的形式．从而保证感应电动机的初始滑差1983年版美国BPA(BonnevillePowerAdminisration)在一定的范围之内，其余部分的功率由恒阻抗消耗。为基础开发而成，在程序中加入适合我国电力系统3。3综合负荷模型分析计算的部分功能，形成了中国版BPA程序，已在综合负荷模型

9、是目前在仿真中最常用的模型，我国电力系统规划、调度、生产运行及科研等部门得到了广泛的应用[91一般采用三阶感应电动机并联负荷静特性的模型结构。静特性部分采用不同的比