交直流混联电网交互影响研究及仿真分析

交直流混联电力系统潮流算法研究的开题报告一、题目背景随着电力系统的快速发展，面对日益增多的电能需求，国内外都在加速推进交直流混联电力系统的应用研究。

混联电力系统是指在一定范围内同时采用交流和直流输电的电力系统。

该系统具有有效利用能源、提高系统可靠性和经济性的优势。

交直流混联电力系统中，由于直流系统和交流系统之间具有相互引入、相互阻塞的特性，其潮流计算和控制变得更为复杂。

因此，为实现混联电力系统中各系统之间的平稳运行，必须对其交直流混联电力系统的潮流算法进行深入研究。

二、研究目的本研究旨在探讨交直流混联电力系统潮流算法，建立混联电力系统的数学模型，深入分析不同情况下混联电力系统的潮流计算方法，为混联电力系统的稳定性和可靠性提供理论支持。

三、研究方法本研究将针对交直流混联电力系统的数学模型进行建立，分析混联电力系统中交流和直流系统之间的相互作用和影响。

通过建立混联电力系统的潮流计算模型，并运用相关的数值方法，对混联电力系统中的潮流进行计算和分析。

然后，对混联电力系统中不同情况下的潮流传输特性进行模拟分析。

四、主要研究内容（1）交直流混联电力系统数学模型的建立。

（2）交直流混联电力系统的潮流计算模型的建立。

（3）分析交直流混联电力系统中不同情况下的潮流计算方法。

（4）模拟交直流混联电力系统中不同情况下的潮流传输特性。

五、预期结果本研究将通过对交直流混联电力系统的数学模型的建立和潮流计算方法的分析，得出混联电力系统的稳定性和可靠性的结论，并为混联电力系统的实际运行提供理论依据。

六、结论本研究将对交直流混联电力系统的潮流算法进行深入研究，探讨不同情况下的潮流计算方法，加深了对混联电力系统的认识，为混联电力系统的实际应用提供可靠的理论支持。

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制张建新摘要：我国正处在特高压电网的高速发展期，电网特性持续发生重要变化，对电网运行提出了新的要求。

为此，本文先分析了大规模特高压交直流混联电网主要运行特性，然后提出了大规模特高压交直流混联电网安全稳定应对措施，以供相关工作人员参考。

关键词：特高压；交直流混联；特性分析；运行控制1大规模特高压交直流混联电网运行特性分析伴随特高压交直流快速发展，特别是特高压直流输电规模的阶跃式提升，电网运行特性发生深刻变化，“强直弱交”矛盾突出，电网安全面临新的挑战。

直流输电中，“换相”是直流转换为交流的关键环节，直流控制系统异常或交流侧电压异常都可能造成换相不成功，称为“换相失败”。

一般来说，交流侧电压异常引发换相失败的可能性更大，若异常因素在换相失败后消失，则直流系统即可恢复正常运行，若异常因素持续存在，则可能发生连续换相失败。

一次直流换相失败一般持续几个ms，但因换相失败引起的特高压直流功率波动过程可能长达160-200ms，具体根据不同直流工程的特性有一定差异。

以下如不做特殊说明，本文所提“换相失败”均指“因换相失败引起的功率波动过程”。

换相失败时，送端直流功率无法送出，短时出现大量功率盈余，冲击送端交流电网；受端则出现较大功率缺失，网内潮流大范围转移。

除有功大幅波动外，换相失败及恢复过程中，直流会从系统吸收大量无功，同样对送、受端产生较大冲击。

随着单回直流输送容量的不断增加，换相失败产生的冲击也不断加大，客观上要求必须相应加强交流主网架，以承受直流换相失败引发的大规模潮流冲击。

仿真分析表明：在不采取措施的情况下，当前电网可以承受单回特高压直流2次左右换相失败，但当出现单回直流连续多次换相失败、同送/受端多回直流同时多次换相失败时，可能超出当前电网承受范围。

该问题可具体从以下3个层次进行分析：(1)单回特高压直流连续多次换相失败。

交流系统故障持续不切除、交流电压长时间无法恢复正常，将造成直流发生连续换相失败，对交流电网产生冲击。

江苏特高压交直流输电交互影响研究 朱鑫要;汪惟源;汪成根 【摘 要】江苏电网特高压交直流发展迅速,未来将通过特高压受入大量电力;同时由于特高压交直流落点之间电气距离较近,特高压交直流电网之间的交互影响可能会对江苏电网的安全稳定运行带来重要影响.为了研究特高压交直流输变电工程的建设对江苏电网安全稳定性的影响,文中基于规划电网,采用电力系统仿真软件BPA对特高压交直流电网故障情况下的交互影响进行了计算分析,并根据计算结果给出了提高电网安全稳定水平的建议措施.

【期刊名称】《江苏电机工程》 【年(卷),期】2016(035)002 【总页数】4页(P39-42) 【关键词】特高压交流;特高压直流;规划电网;交互影响 【作 者】朱鑫要;汪惟源;汪成根 【作者单位】江苏省电力公司电力科学研究院,江苏南京211103;江苏省电力公司,江苏南京210024;江苏省电力公司电力科学研究院,江苏南京211103

【正文语种】中 文 【中图分类】TM721 2014年国家电网总部管理指南项目 近年来江苏电网特高压发展迅速，淮沪特高压北环工程、±800 kV晋北—南京特高压直流工程进入全面建设阶段，±800 kV锡盟—泰州也将开工建设。特高压交直流送电江苏，将在一定程度上缓解电力紧缺问题。但特高压交流、直流输电系统近距离落点同一电网给电网的安全稳定运行带来新的挑战，特别是对于这种远距离、大容量、交直流输电同时馈入的电网，其运行特性更加复杂[1，2]。为发现江苏电网未来可能存在的薄弱环节，保障电网稳定运行，根据江苏规划电网，基于BPA软件，研究了特高压直流与特高压交流相互影响，并针对可能出现的问题给出了相应建议措施。 未来江苏电网将拥有锦苏、锡盟—泰州、晋北—南京3回特高压直流、龙政超高压直流和淮沪北半环特高压交流，成为典型的特高压交直流混联受端电网。未来江苏电网特高压交直流落点分布如图1所示。 在交流特高压方面，目前淮沪特高压交流南半环（1000 kV淮南—皖南—浙北—沪西）已建成投入运行；淮沪特高压交流北半环（1000 kV淮南—南京—泰州—苏州—沪西）也已开工建设，将于近期建成投运。 在直流输电方面，锦苏特高压直流和龙政超高压直流均已建成投运。根据规划，晋北—南京特高压直流、锡盟—泰州特高压直流也将于近年建成投运；其中，锡盟—泰州特高压直流将创新性地采用特高压直流分层接入方式。锡盟—泰州特高压直流近10 000 MW落地功率的各50%电力将分别接入1000 kV和500 kV交流电网。锡盟—泰州特高压直流工程分层接入交流系统示意图如图2所示。 晋北—南京特高压直流、锡盟—泰州特高压直流投运后，江苏电网将通过3回特高压直流受入超过23 000 MW的电力。同时由图1可知，江苏电网特高压交直流落点之间的电气距离较近、且受电容量大，特高压交直流输电之间的交互影响可能会对江苏电网的运行带来重大影响。本文研究基于规划电网数据进行，江苏境内的交直流特高压电网结构如图1所示，其中1000 kV南京站主变1台、泰州站和苏州站主变均为2台，各特高压主变容量均为3000 MV·A。江苏4回500 kV过江通道如图2所示。 根据规划数据，接入江苏的4回直流落地功率分别为：晋北—南京特高压直流落地电力约7450 MW、锡盟—泰州特高压直流落地电力约9600 MW（其中约4800 MW接入1000 kV电网），锦苏特高压直流落地电力约6750 MW、龙政超高压直流落地电力约2850 MW，具体如图3所示。 由图3可知，“皖电东送”1000/500 kV断面（1000 kV淮南—南京双线，500 kV当涂—天目湖双线、繁昌—廻峰山双线）共向江苏电网馈入电力约6600 MW，对缓解江苏电力紧缺问题起到了重要作用，其中500 kV当涂—天目湖双线潮流约2950 MW、接近其3000 MW的稳定限额。此外，晋北—南京特高压直流和锡盟—泰州特高压直流接入江苏电网后，江苏江北电网电力富裕，1000 kV过江通道泰州—苏州双线南送潮流约3400 MW，淮沪特高压交流“北半环”有效缓解了江苏电网500 kV过江断面的潮流南送压力。 3.1 特高压交流故障对特高压直流的影响 交流系统故障对直流输电运行的影响主要为：交流系统故障导致换流站交流母线电压降低或线电压过零点偏移，进而导致直流换相失败；随后，若交流系统故障及时切除，待交流系统电压恢复后直流输电可恢复正常运行；若故障未能及时切除或故障切除后系统电压未能及时恢复，则会导致直流输电发生持续的换相失败，进而导致直流闭锁[3]。 直流输电系统逆变侧接线及电压波形示意如图4所示。在换相结束后晶闸管还需承受一定时间（熄弧角）的反向电压以恢复关断能力，若熄弧角过小，则会导致晶闸管在还未完全恢复关断能力时便又承受正向电压而恢复导通，进而造成换相失败[3]。 以阀V5向V1换相时为例，简要说明换相失败的基本机理。 阀V5向V1换相期间（α至α+μ），交流系统a相和c相之间满足： 式（1）中：UL为交流系统线电压；i1和i5分别为流过阀V1和V5的电流。 在换相起止时刻，i1值分别为0和id，而i5值分别为id和0。对式（1）在换相起止时刻之间（α至α+μ）进行积分，可得直流电流的表达式： 进而可求解得到换相角μ的表达式： 可见，交流系统发生故障导致交流系统线电压降低，会导致换相角增大，进而造成熄弧角减小。当熄弧角减小至小于晶闸管恢复关断能力所需的最小值时，便会引起换相失败。 根据仿真计算，1000 kV淮南—南京—泰州—苏州—练塘双线发生三永N-2故障，或1000 kV南京、泰州、苏州主变发生三永N-1故障后，江苏境内晋北—南京特高压直流、锡盟—泰州特高压直流、锦苏特高压直流发生换相失败，闭锁情况如表1所示。 由表1可知，在规划电网中，1000 kV淮南—南京—泰州—苏州—练塘双线发生三永N-2故障，或1000 kV南京、泰州、苏州主变发生三永N-1故障后，江苏境内晋北—南京特高压直流、锡盟—泰州特高压直流、锦苏特高压直流会发生换相失败，但在故障切除后上述3回特高压直流均可恢复、不会发生直流闭锁。 3.2 特高压直流故障对特高压交流的影响 直流系统发生故障造成直流输电闭锁后，作为受端系统，江苏电网将存在较大的有功缺额、频率下降，若系统保有足够的备用发电容量，则系统频率将最终恢复正常。同时直流闭锁后，受端系统还将存在较大的无功过剩、电压上升，若换流站无功补偿设备及时切除，则系统电压可恢复正常；若换流站无功补偿设备未切除，则系统将运行在较高的电压水平。直流系统发生故障闭锁后，直流故障对交流系统的影响机理如图5所示。 根据仿真计算，晋北—南京、锡盟—泰州和锦苏3回特高压直流某回发生双极闭锁后，若无功补偿设备均正常退出，系统频率和电压均可保持稳定。 以晋北—南京特高压直流双极闭锁为例，分析特高压直流闭锁对特高压交流的影响。晋北-南京特高压直流双极闭锁后，近区500 kV母线频率和电压波形分别如图6和图7所示。 由图6可知，晋北—南京特高压直流双极闭锁后，安澜变和三汊湾变500 kV母线频率快速下降，降幅最大约0.19 Hz，随后频率逐渐回升，并稳定在49.91 Hz左右，系统频率稳定。由图7可知，晋北—南京特高压直流双极闭锁后，安澜变和三汊湾变500 kV母线电压迅速上升，峰值分别达到约580 kV和560 kV，若南京站无功补偿未切除，则安澜变和三汊湾变500 kV母线电压将最终稳定在565 kV和550 kV左右，电压过高；若南京站无功补偿逐步退出，则安澜变和三汊湾变500 kV母线电压最后分别稳定在525 kV和520 kV左右，系统电压稳定。 3.3 特高压直流相互影响 未来江苏电网将拥有3回特高压直流落点，当某回直流发生故障闭锁后，通过交流系统耦合，其他换流站交流母线电压亦将发生波动，并最终影响其运行。根据仿真计算，晋北—南京、锡盟—泰州和锦苏3回特高压直流某回发生双极闭锁后，其他2回均不会发生换相失败。仍以晋北—南京特高压直流双极闭锁为例，分析江苏电网落点的特高压直流之间的交互影响。晋北—南京特高压直流双极闭锁后，泰州换流站和苏州换流站交流母线电压和直流功率波形分别如图8和图9所示。 由图8和图9可知，晋北—南京特高压直流双极闭锁后，泰州和苏州换流站交流母线电压波动均未低于0.95 p.u.，锡盟—泰州特高压直流和锦苏特高压直流均未发生换相失败，直流功率经一定时间振荡后恢复稳定。 由上述分析可知，江苏特高压交直流混联电网基本可满足安全稳定运行的要求。 根据国家电网公司规划，江苏电网未来将拥有多回特高压直流落点；在特高压交流方面，除淮沪特高压交流北半环外，未来还将通过特高压交流线路与华北和华中电网互联。如图10所示。现有研究表明，通过对直流输电和交流系统的协调控制可有效提高系统运行的稳定性[4-7]。为进一步提高江苏电网运行的安全稳定性，下一步可推进特高压交直流协调控制提高系统稳定性的相关研究。 分析结果表明，在规划电网和预想故障形式下，江苏电网境内特高压交流设备故障，不会造成江苏境内落点的3回特高压直流闭锁；江苏境内落点的3回特高压直流某回因自身设备原因发生双极闭锁后，不会造成电网频率或电压失稳，也不会引起其他2回特高压直流换相失败。特高压交直流系统交互影响机理复杂，后续将开展特高压交直流协调控制的相关研究，以进一步提高电网安全稳定运行水平。

交直流混合主动配电网规划与运行分析摘要：本论文研究了交直流混合主动配电网的规划与运行分析，通过系统性的研究，提出了一种有效的方法来解决电力系统中的混合配电问题。

通过分析交直流混合主动配电网的特点和需求，我们提出了相应的规划和运行策略，以提高系统的效率和可靠性。

这项研究对未来电力系统的发展和改进具有重要意义。

关键词：交直流混合，主动配电网，规划，运行分析，电力系统引言随着电力系统的不断发展和改进，交直流混合主动配电网已成为一个备受关注的领域。

这种新型电力系统结合了交流电和直流电的特点，具有更高的灵活性和可控性。

本论文旨在研究交直流混合主动配电网的规划和运行分析，以满足未来电力系统的需求。

一、交直流混合主动配电网的特点1.1 混合能源集成在现代电力系统中，能源多样性已经成为一个关键问题。

传统的交流电网主要依赖于化石燃料发电，而在新能源领域，太阳能和风能等可再生能源逐渐崭露头角。

交直流混合主动配电网的特点之一就是它能够有效地集成多种能源。

这意味着系统可以接受来自太阳能电池、风力涡轮机、燃料电池等多种能源的供电，并将它们整合到一个单一的电力系统中。

在混合主动配电网中，太阳能电池和风力涡轮机等可再生能源可以通过直流输入，而传统的家庭用电设备通常使用交流电。

这就要求系统具备能够在交直流之间进行能量转换的能力。

因此，逆变器和变流器等设备在混合主动配电网中具有至关重要的地位，它们能够将直流电能转化为交流电，或者反之。

通过这种方式，系统能够实现电能的有效传输和分配。

此外，混合主动配电网还可以利用电池和储能系统，将多余的电能储存起来，以备不时之需。

这种灵活性对于应对不稳定的可再生能源产量非常重要，因为太阳能和风力发电会受到天气条件的影响。

通过储能系统，系统可以在能源产量充足时储存电能，并在需求高峰时释放，以平衡供需之间的差异。

1.2 高效能源转换混合主动配电网的另一个显著特点是其高效能源转换能力。

传统的交流电输电和分配系统存在能量转换损失，因为能源需要多次从交流转化为直流，再从直流转化为交流。

基于PSS/E用户自定义的交直流混联电网控制系统建模研究由于受端交流电网的直流落点密集,受电容量大,多馈入交直流混联电网在大扰动下的电压稳定问题格外突出。

同时,电网的规划与运行也发生了翻天覆地的变化,包括接入设备元件的种类、数量、位置、控制策略等在不断变化且日益复杂。

为此,在交直流混联环境下,必须全面考察交直流系统间相互作用下的动态无功特性,深入暂态电压稳定问题的工作机理,有的放矢地制定相关提升策略,确保电网的安全稳定运行。

其中,改善和优化电力系统元件及其控制保护设备的动态响应特性,是提升电网暂态电压稳定性的一种解决思路,这将对仿真模型的透明度及可操作性提出了更高的要求。

围绕上述问题,本文先基于电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC,剖析了交直流混联电网的无功环境组成,研究源、网、荷与直流系统间的无功动态特性相互影响,筛选出源、网、荷中无功可控的关键对象,分析其对交直流混联电网暂态电压稳定性的作用及贡献,进而探索其电压-无功控制特性优化思路。

然后,从PSS/E 的仿真运行机制、自定义对象、模型分类、实现方式、环境配置、建模流程和协调调用模型等方面,深入挖掘机电暂态仿真软件PSS/E的用户自定义功能,全面掌握其自定义建模方法,为大规模交直流混联电网分析工作中元件模型透明化和可操作化的实现,提供了行之有效的实现途径,同时也为电网技术的总结和运行经验的传承提供了载体。

最后,以发电机、SVC为控制系统优化建模对象,分析其现有电压-无功控制策略的局限性,结合交直流混联电网的运行状态,探讨突破元件感受极限的控制优化方案,提出了考虑近端负荷母线运行状态的SVC无功控制方法,与基于WAMS信息的发电机电压-无功控制策略,并通过PSS/E用户自定义功能,成功实现并验证了源、网元素的控制系统优化方案,对受端电网电压稳定性提升策略研究有一定的指导意义。

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制摘要：现阶段，随着我国经济建设的快速发展，在很大程度上扩大了我国电网建设规模。

随着电网技术的快速发展，国家电网公司已经完成交直流的混联。

现阶段，大规模特高压交直流混联电网正处于飞速发展的时期，在这种情况下，如何才能有效控制电网的安全、稳定运行，成为当前行业工作者面临的重点。

本文首先阐述了大规模特高压交直流混联电网的运行特性；其次探讨了大规模特高压交直流混联电网运行控制措施。

关键词：特高压交流；特高压直流；运行控制；策略前言现阶段，随着科技的快速发展，我国的电网规模与系统已经逐渐实现了全部的电网通过交流、直流互联。

在去年年底，我国特高压运行规模就已经达到了六交五直，在这种情况下，我国也就成为世界范围内的唯一一个能够同时运行特高压交、直流的电网，这对于我国电网的发展来说具有重要意义。

一、大规模特高压交直流混联电网的运行特性现阶段，我国特高压电网正处于重要的发展过渡时期。

当下，各大高压交流、直流工程陆续投产，从而就使得特高压直流混联电网逐渐形成了一定的规模。

特高压交直流的快速发展，尤其是特高压直流输电规模的不断扩大，在很大程度上改变了我国电网的运行特性，在这种情况下，就使得强直弱交两者之间的矛盾日益显现，进而使得我国电网在安全方面面临着一系列的困难。

（一）特高压交流发生故障对直流带来的影响分析当交流系统出现了故障之后，会对直流输电的正常运行造成一定的影响，其主要包括以下几个方面：首先，当交流系统发生故障之后，会使得换流站交流母线电压出现降低的现象或者是电压过零点发生了偏移的现象，在这种情况下，就会使得直流换相失败。

其次，如果交流系统在发生了故障之后及时的进行了切除工作，在等到交流系统电压恢复正常之后，直流输电系统就能恢复正常的运行状态。

但是如果没有及时的切除交流系统所发生的故障或者是在作了切除工作之后，系统的电压仍然没有恢复正常状态的话，就会出现直流输电持续换相失败的现象，最终导致直流闭锁。

交直流混合微网关键技术研究一、本文概述随着能源结构的转型和可再生能源的大规模开发利用，微电网作为一种能够将分布式电源、储能装置、负荷和监控保护装置等集成一体的新型电力系统，逐渐成为了研究热点。

其中，交直流混合微电网因其具有灵活的电能传输方式、更高的能源利用效率以及更好的适应性，受到了广泛关注。

然而，交直流混合微电网的运行与控制涉及到众多关键技术，如交直流接口的协调控制、电能质量管理、系统稳定性分析等，这些技术问题的解决对于微电网的推广应用具有重要意义。

本文旨在深入研究交直流混合微电网的关键技术，通过理论分析和实验验证，探索适合我国能源结构和发展需求的微电网技术方案。

文章首先将对交直流混合微电网的基本结构和工作原理进行介绍，然后重点分析其中的关键技术问题，包括交直流接口的协调控制策略、电能质量优化方法、系统稳定性分析技术等。

在此基础上，本文将提出一套完整的交直流混合微电网技术解决方案，并通过仿真和实验验证其有效性和可行性。

文章还将对交直流混合微电网的发展趋势和应用前景进行展望，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

二、交直流混合微网概述随着能源危机和环境问题的日益严峻，可再生能源的利用和开发已成为全球关注的热点。

交直流混合微网（Hybrid AC/DC Microgrid）作为一种新型的电力网络架构，以其独特的优势和灵活性在分布式能源系统中占据了重要地位。

交直流混合微网是指同时包含交流（AC）和直流（DC）两种电力系统的微网。

这种微网结构能够同时满足交流负荷和直流负荷的供电需求，有效提高了电力系统的效率和可靠性。

在交直流混合微网中，交流系统主要负责与大电网的连接和电能的传输，而直流系统则更适用于可再生能源的接入和直流负荷的供电。

交直流混合微网的关键技术包括电力电子变换技术、能量管理技术、保护与控制技术等。

其中，电力电子变换技术是实现交直流转换和电能质量控制的核心技术，能量管理技术则负责优化微网内部的能量分配和调度，保护与控制技术则确保微网在各种运行模式下的安全性和稳定性。

特高压交直流混联格局呈现出哪些特点？需要应对哪些挑战？未来发展方向在哪？本文从浙江电网入手进行了分析。

刚刚过去的G20 峰会见证了杭州乃至整个浙江的繁荣辉煌。

毫无疑问，浙江的经济发展令人瞩目，而特高压正是支撑浙江腾飞的重要保障。

由于一次能源资源的匮乏、地理条件的限制以及本省燃煤装机减排压力的加大，浙江省内发电装机容量难以支撑日益增长的负荷需求，建设特高压是浙江绿色发展的必然选择。

也正因如此，浙江成为目前我国特高压落点最为密集的省份之一，浙江电网也是最早进入特高压交直流混联运行的省级电网之一。

从浙江电网的运行可以窥见到特高压交直流混联格局所呈现出的特点、需要应对的挑战，以及未来发展的方向。

浙江样本特高压入境给浙江带来了巨大的发展动力。

同时，保障特高压安全稳定运行也需要配备相应的技术手段。

过去，浙江500 千伏主网架主要承载本省及华东区域的电力，随着宾金、浙福、灵绍等特高压交直流工程相继投运，浙江电网结构发生了质的变化：跨区输电规模进一步扩大、省外来电大幅提升、电网交直流混联运行安全稳定特性发生重大改变，交直流耦合关系更趋紧密，电源与电网间交互影响更复杂。

目前浙江电网的结构清晰呈现出特高压网架建设过渡时期所面临的新情况。

“一个足够坚强的电网结构应分层分区合理，各级电网协调发展，电网结构清晰，大容量直流工程输电到受端电网，要送得出、落得下、用得上。

”中国电科院原总工程师印永华这样描述科学的坚强电网。

目前在特高压建设发展的过渡阶段，直流强而交流弱，在这样的形势下，需要针对特高压交直流混联电网运行特性进行深入研究，不断提升驾驭大电网运行的能力。

为了保障特高压电网安全，国网浙江省电力公司深入研究大电网运行新特性，加强大电网运行管控，并通过“三强化，三提升”，推动大电网运行水平上新台阶。

“三强化”即强化分级分区电力平衡，有效应对发用电平衡复杂局面;强化运行风险预警管控，实现电网运行风险预警预控闭环管理;强化应急预案编制落实，确保应急全面精准、响应及时。

混合式直流输电技术发展及分析摘要：随着风电、光伏等可再生能源的大力发展，构建更为智能、清洁、高效、可靠的输电网络，实现能源资源大范围的优化配置已经成为世界各国电力行业发展的共同目标关键词：混合直流输电技术；现状；发展1混合直流输电系统应用现状1.1混合多端直流输电系统由LCC和VSC组成的混联型多端高压直流输电系统，节约了投资成本，减少了回路走廊，改善了环境，能更为灵活的协调各地资源间分配。

这种方式成功实现了将电压等级较低的VSC接人特高压直流输电系统，能充分结合不同电压等级的LCC换流站以及VSC换流站的优点，LCC换流站的作用是向大型能源基地送出电能，向需求大量电能的负荷中心供电，同时由于VSC换流站的接人，能实现向弱交流系统或无源系统送电，增加了输电的灵活性，扩展了多端直流系统的应用范围。

多端直流输电系统应用于以下几方面：由多个能源基地输送电能到远方的多个负荷中心；不能使用架空线路走廊的大城市和工业中心；直流输电线路中间分支介入复合或电院；几个孤立的交流系统之间利用直流输电线路实现电网的非同期联络等[1]。

1.2端对端混合直流输电系统两端混合直流输电系统的典型实例是位于德国不莱梅的电气化铁道和电力系统联网的直流输电工程，该工程的主要目的是将50Hz的交流电转换为32/3Hz的交流电，以供电气化铁道使用。

其整流侧为晶闸管构成的LCC，逆变侧为全控器件IGCT构成的VSC。

整个系统的容量设计为100MW，设计的额定直流电压为10kV，直流电流为10。

5kA。

该系统整流侧采用定直流电压控制方式，逆变侧采用定有功、无功功率控制方式。

1.3混合双馈入/多馈入直流输电系统当多条直流输电线路落点于同一交流电力系统时，便形成了多馈入直流输电系统，该系统存在一系列特殊问题，其中最主要的是某一直流子系统的交流侧电压或无功功率的波动会影响邻近交流母线电压，可能会导致多个换流器的同时或级联换相失败，给整个多馈入直流输电系统带来巨大冲击，致使功率恢复产生很大困难。

华中科技大学硕士学位论文摘要由于大容量直流输电工程、超/特高压交流输电网架规模扩大与迅速发展，大电网结构日趋复杂，交直流的耦合程度不断提升，交直流混联系统面临着因保护行为不当引发的换流站内部系统过电压与因不确定工况与电力电子型新设备反充引起的换流站外部交流电网不可预知型超标短路电流等一系列问题。

为此，本文针对现有避雷器型最后断路器保护存在的不足，根据两种改进型最后断路器保护以及常规型最后断路器保护，提出了基于动态权重修正D-S证据理论的多判据融合策略，以提高应对换流站内部系统过电压问题的最后断路器保护正判率；另一方面，通过分析交直流混联电网中不可预知型超标短路电流的产生机理，提出基于最小二乘法的动态双窗短路电流预测方法，以及不确定性短路电流超标问题的保护柔性跳闸策略。

具体内容如下：首先，考虑到多种最后断路器保护判据并行实施时可能发生判断结果不一致的情况，提出通过使用动态临近历史数据的权重调整办法，对单一判据结果进行信度修正并且融合判断，以有效提升最后断路器的保护性能。

通过算例验证，说明该改进策略在提高系统安全性能的有效作用。

然后，提出一种基于动态双窗的短路电流快速预测新方法，通过短路电流数据窗的自行延拓更新，以满足其在超快速预测方面的精度需求；并基于两种准确度递增的短路电流预测模型，使用最小二乘法通过已有数据拟合以获取全部电流波形，为后续柔性跳闸策略奠定基础。

最后，基于前述短路电流预测结果，提出一种应对不确定性短路电流超标问题的保护柔性跳闸策略。

通过有针对性地适当调整保护的最终出口时间，在断路器熄弧区间对短路电流进行超标校核，实现在电流过零点或其附近开断断路器，达到直接跳开超标断路器的目的。

关键词：交直流混联电网；最后断路器保护；信息融合；超标短路电流；短路电流预测；柔性跳闸策略华中科技大学硕士学位论文AbstractWith the development of high power DC projects and the application of hybrid AC/DC network in China, the structure of the power grid becomes complex and the coupling degree of AC/DC network increases, hybrid AC/DC network faces a series of problems, including overvoltage in the converter station caused by improper protection and unpredictable onver-limited short circuit current caused by uncertain conditions and power electronic units. To overcome the shortcomings of the existing arrester based last breaker protection, this paper proposes two kinds of improved arrester based last breaker protection strategy and the tripping strategy of arrester based last breaker protections based on dynamic weight correction D-S evidence theory to improve the correction rate of the last breaker. On the other hand, we propose a short circuit current prediction method based on dynamic dual time window and least square method as well as a flexible trip strategy for uncertain over-limited short circuit current. The specific contents are as follows:First, considering the situation that the results of three criteria are inconsistent, the result of multi-criteria are combined and the reliabilities are corrected by using the weight adjustment method of adjacent historical data, which is able to improve the ability of last circuit breaker protection. Finally, an example is given to illustrate the effectiveness of the improved strategy in improving the security performance of the system.Then we propose a novel method of short circuit current prediction based on the dynamic dual time window to self-update and extend the short circuit current in the ultra fast prediction and satisfy the precision demand. Based on the short circuit current prediction model, we fit the existing data by the least square method to acquire the current wave form and lay the foundation for the following flexible tripping strategy.Finally, we put forward a flexible tripping strategy for uncertain over-limited short circuit current based on the predicting results. By properly adjusting the final export time of protection and checking the arcing area of the circuit breaker, we can directly trip the circuit breaker near the zero crossing point of current.华中科技大学硕士学位论文Key Words:hybrid AC/DC power grid; last circuit breaker protection; information fusion；over-limited short circuit current; prediction of short circuit current; flexible tripping strategy华中科技大学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................... I I 1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (10)1.3 交直流混联电网场景下继电保护面临的问题与挑战 (13)1.4 主要工作及章节安排 (15)2 基于D-S证据理论的最后断路器多判据保护跳闸策略 (17)2.1 引言 (17)2.2 避雷器型最后断路器保护改进方法 (17)2.3 D-S证据理论的基本原理 (19)2.4 基于D-S证据理论的保护决策流程 (20)2.5 基于动态临近历史数据的多判据融合策略 (23)2.6 算例分析 (26)2.7 本章小结 (36)3基于最小二乘法的动态双窗短路电流预测方法 (37)3.1 引言 (37)3.2 短路电流预测方案实施基础与原理 (37)3.3 算例分析 (41)3.4 本章小结 (48)4 应对不确定性短路电流超标问题的保护柔性跳闸策略 (49)4.1 引言 (49)华中科技大学硕士学位论文4.2 断路器保护优化处理流程分析 (49)4.3 保护柔性跳闸策略 (51)4.4 基于预测结果的不确定性超标的保护应对方案 (57)4.5 算例分析 (60)4.6 本章小结 (69)5 总结与展望 (71)5.1 全文总结 (71)5.2 下一步工作开展方向 (72)致谢 (73)参考文献 (75)附录1 攻读硕士学位期间研究成果 (82)附录2 攻读硕士学位期间参与科研项目 (83)附录3 附表 (84)华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 研究背景及意义我国地域辽阔，风光、煤炭电力资源集中分布于我国西部，高密度的电力负荷区则广泛分布于东部沿海地区，能源分布及负荷发展呈现严重不平衡态势，因此远距离大容量输电是必然需求[1-3]。

电网连接强度对交、直流混联系统静态电压稳定影响的研究程昕【摘要】为了研究交、直流混联系统中局部电网的电气连接强度对受端交流系统换流母线静态电压稳定性的影响,以南方电网作为研究模型,利用BPA(Bonneville Power Administration)软件进行受端交流系统电压稳定的实例仿真,对南方电网内部不同局部电网的电气连接强度对受端交流系统电压稳定的影响进行分析,得出结论:与直流并行的交流通道的线路电气长度是影响受端系统换流母线静态电压稳定的主要因素之一；与受端相距较远的送端电网和受端电网内部的交流电气连接强度对受端交流系统换流母线静态电压稳定影响不大；短路容量指标在评估受端系统交流母线的电压稳定性时存在缺陷,需要改进.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2011(024)009【总页数】4页(P68-71)【关键词】短路比;短路容量;交、直流混联系统;电压稳定;局部电网电气连接强度【作者】程昕【作者单位】广东省电力设计研究院,广东广州510663【正文语种】中文【中图分类】TM721.3;TM723随着“西电东送”和全国联网的全面实施,我国已经形成了华中-华北-东北电网、西北电网、南方电网和华东电网4个同步大电网,而西北电网、南方电网和华东电网均通过高压直流输电通道与华中电网形成异步互联。

当高压直流为负荷地区提供电力时,换流站消耗的无功功率可达到直流系统所传输有功功率的50%～60%,这使与高压直流(high voltage direct current,HVDC)联接的交流系统变得很弱。

随着直流线路的增加,计及系统和与之相联的其他直流系统的影响,与直流端相连的交流端的电压稳定性问题变得日益严重。

国内外的学者就这类问题展开了不同程度的研究,取得了一定的学术和应用成果,但是至目前为止,还没有形成一个统一的、针对性强的方法,对影响与直流端相连的交流端的电压稳定的主要因素没有作出深入分析和研究。

交直流混联微电网的控制与优化混联微电网是一种相对较新的电力系统，在此类系统中，电源主要由独立的、分布式的电源提供。

这些电源包括太阳能电池、风力涡轮机、储能装置等，它们通过相互协调实现最大程度的能源效率以及最优的能源管理。

在混联微电网中，交流和直流系统的混合应用是一种流行的趋势，这种形式可以有效地提高微电网的稳定性以及运行效率。

本文将重点探讨交直流混联微电网的控制与优化。

一、交直流混合系统运行机制在交直流混合系统中，交流系统通常用于大功率负载的供电，而直流系统则用于小功率负载的供电。

因此，交、直流系统之间需要进行互相协调。

交流系统通过逆变器将直流电转换成交流电，直流系统则通过整流器将交流电转换成直流电。

通过这种方法，交、直流系统之间可以有效地互相转换，并实现最大程度的能源利用率。

二、交直流混合系统的控制策略在交直流混合系统中，控制策略是十分关键的。

有效的控制策略可以提高微电网的稳定性与效率，并且保证设备的安全性。

常用的控制策略包括功率平衡控制策略、稳压控制策略、能量流控制策略等。

功率平衡控制策略是基于功率平衡原理设计的。

在交直流混联微电网中，功率平衡控制策略的最终目标是保持微电网中的总功率始终满足负载的要求，并且尽可能地减少微电网系统的电能损失。

根据功率平衡控制策略，当负载增加时，系统会自动调整各种电力组件的工作状态，以满足负载需求。

稳压控制策略是基于电压稳定原理设计的。

在交直流混合系统中，电压的稳定对于保证系统的安全性和可靠性非常关键。

稳压控制策略的最终目标是将系统中的电压保持在一个合理的范围内，防止因电压波动导致的设备损坏问题的发生。

当系统中的电压波动或瞬间变化时，稳压控制策略会对各种电力组件进行相应调整，以保持系统中的电压稳定。

能量流控制策略是基于能量平衡原理设计的。

在交直流混合系统中，能量的平衡对于保证系统的稳定性和可靠性非常关键。

能量流控制策略的最终目标是将系统中的能量流平衡并使其始终达到最优状态，从而提高能源的利用效率。