改善多直流饋入系統(tǒng)穩(wěn)定性的VDCOL參數(shù)優(yōu)化

呂思卓，楊瀅，鄭超，孫維真，李晶，張靜

(1.中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京市 100192；2.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司，杭州市 310007)

改善多直流饋入系統(tǒng)穩(wěn)定性的VDCOL參數(shù)優(yōu)化

呂思卓1，楊瀅2，鄭超1，孫維真2，李晶1，張靜2

(1.中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京市 100192；2.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司，杭州市 310007)

我國(guó)華東、華南等電網(wǎng)已形成多直流饋入受端電網(wǎng)格局，由于直流間強(qiáng)關(guān)聯(lián)耦合作用，交流擾動(dòng)將引發(fā)多直流同時(shí)換相失敗、電壓失穩(wěn)等問題。該文首先分析了雙饋入直流系統(tǒng)逆變站動(dòng)態(tài)無功變化軌跡，揭示了通過優(yōu)化低壓限流環(huán)節(jié)(voltage dependent current order limiter，VDCOL)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)降低總體無功功率需求的機(jī)理。根據(jù)換流母線抗擾動(dòng)能力強(qiáng)弱對(duì)直流恢復(fù)特性的影響，提出了基于多饋入短路比(multi-infeed short circuit ratio，MSCR)的VDCOL參數(shù)優(yōu)化方案，華東多直流饋入系統(tǒng)仿真結(jié)果表明，所提出的VDCOL參數(shù)優(yōu)化方案降低了逆變站總體無功功率需求，提高了受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性。

多直流饋入系統(tǒng)；無功特性；多饋入短路比(MSCR)；電壓限流環(huán)節(jié)(VDCOL)；參數(shù)優(yōu)化

0 引 言

我國(guó)一次能源與負(fù)荷中心之間呈逆向分布，為實(shí)現(xiàn)資源跨大區(qū)優(yōu)化配置，需要利用高壓直流輸電(high voltage direct current transmission，HVDC) 系統(tǒng)對(duì)電力進(jìn)行大容量遠(yuǎn)距離輸送[1-2]。多回直流近電氣距離接入形成多直流受端系統(tǒng)，受端電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)沖擊后，由于換流器需要消耗大量無功功率，加之缺乏電源和動(dòng)態(tài)無功功率支撐，多直流饋入受端電網(wǎng)存在直流連續(xù)換相失敗問題和電壓失穩(wěn)威脅[3-5]，研究多直流饋入系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制對(duì)于提高受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性具有重要意義。

為了預(yù)防逆變器換相失敗，直流控制系統(tǒng)配備低壓限流環(huán)節(jié)(voltage dependent current order limiter，VDCOL)，當(dāng)交流系統(tǒng)電壓下降時(shí)，VDCOL強(qiáng)制減少直流電流指令以降低直流功率，從而減少逆變器對(duì)交流系統(tǒng)的無功功率需求[6]。VDCOL的合理設(shè)置對(duì)直流系統(tǒng)恢復(fù)影響很大，文獻(xiàn)[7]詳細(xì)分析了VDCOL參數(shù)和直流控制方式對(duì)逆變站無功功率特性的影響；文獻(xiàn)[8-10]分別提出了基于模糊控制、自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制和變斜率控制的VDCOL參數(shù)設(shè)計(jì)方法來抑制多饋入直流輸電系統(tǒng)后續(xù)換相失敗，加快系統(tǒng)恢復(fù)速度，但這些控制方法計(jì)算復(fù)雜，難以適應(yīng)實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行方式多變的需求；文獻(xiàn)[11]提出利用靜止無功補(bǔ)償器(static var compensator, SVC)和靜止同步補(bǔ)償器(static synchronous compensator, STATCOM)來避免多饋入直流逆變站同時(shí)發(fā)生換相失敗問題，但需要增加額外投資；文獻(xiàn)[12-13]分別通過增加延時(shí)環(huán)節(jié)和修改直流電流參考值，實(shí)現(xiàn)多饋入功率協(xié)調(diào)恢復(fù)，并在南方電網(wǎng)中進(jìn)行仿真驗(yàn)證；文獻(xiàn)[14]研究了多饋入短路比和多饋入交互作用因子對(duì)降低換相失敗風(fēng)險(xiǎn)的作用，但是針對(duì)的是三饋入直流小系統(tǒng)算例。

本文詳細(xì)分析逆變端交流電壓波動(dòng)過程中，雙直流饋入系統(tǒng)逆變站動(dòng)態(tài)無功功率消耗軌跡特征，揭示不同VDCOL參數(shù)設(shè)置對(duì)其影響機(jī)理。根據(jù)換流母線抗擾動(dòng)能力強(qiáng)弱對(duì)直流恢復(fù)特性的影響，提出基于多饋入短路比(multi-infeed short circuit ratio，MSCR)的VDCOL參數(shù)優(yōu)化方法。該方法的特點(diǎn)是在兼顧直流有功功率傳輸?shù)耐瑫r(shí)減少逆變站總體無功功率消耗。最后針對(duì)華東多直流饋入受端電網(wǎng)故障進(jìn)行仿真，驗(yàn)證該優(yōu)化方法在改善多直流饋入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性方面的效果。

1 多饋入直流逆變站動(dòng)態(tài)無功功率特性

1.1 仿真測(cè)試系統(tǒng)

為了研究多饋入直流逆變站動(dòng)態(tài)無功功率特性，在電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序中，建立如圖1所示的雙饋入直流輸電系統(tǒng)，兩回特高壓直流輸電系統(tǒng)的額定電壓udN均為±800 kV、額定電流idN為5 kA、額定送電功率PdN為8 000 MW。圖中，Qi1、Qi2為逆變器無功功率消耗；Qf1、Qf2為濾波器輸出的容性無功功率；Qc1、Qc2為逆變站從交流系統(tǒng)中吸收的無功功率；Es為交流系統(tǒng)理想電壓源等值電勢(shì)；Z1、Z2和Zs為交流系統(tǒng)等值阻抗，通過改變Z1、Z2和Zs可以得到不同強(qiáng)度的受端交流電網(wǎng)。

圖1 雙饋入直流逆變站動(dòng)態(tài)無功測(cè)試系統(tǒng)Fig.1 Test system for dynamic reactive power characteristic analysis of dual-infeed HVDC inverter stations

特高壓直流控制系統(tǒng)仿真模型采用CIGRE標(biāo)準(zhǔn)直流測(cè)試系統(tǒng)模型[15]，整流側(cè)為定功率控制，逆變側(cè)為定熄弧角控制，逆變側(cè)VDCOL的U-I特性曲線如圖2所示，參數(shù)設(shè)置為：電壓低門檻值udl=0.4 pu，電壓高門檻值udh=0.8 pu，直流電流最小值idl=0.55 pu，直流電流最大值idh=1.0 pu。額定運(yùn)行狀態(tài)下逆變站與交流系統(tǒng)無功功率交換為0，逆變器無功功率消耗完全由濾波器提供。設(shè)置Z1=Z2，兩回直流逆變站換流母線電壓相等，Zs線路上無有功功率流動(dòng)，交流系統(tǒng)基準(zhǔn)容量為100 MV·A。

圖2 VDCOL的U-I特性曲線Fig.2 U-I characteristic curve of VDCOL

模擬交流系統(tǒng)理想電壓源等值電勢(shì)發(fā)生半周期電壓跌落擾動(dòng)，用以研究多直流饋入系統(tǒng)逆變站動(dòng)態(tài)無功功率變化特性以及兩回直流之間的相互影響，電壓波動(dòng)情況如式(1)所示：

Et(t)=Et0-ΔEtsin(ωst)

(1)

式中：Et0為電壓基準(zhǔn)值，設(shè)為1.0 pu；ΔEt為電壓跌落幅值，設(shè)為0.65 pu；ωs為電壓跌落速率，設(shè)為 1.571 rad/s。

1.2 VDCOL參數(shù)的影響

由文獻(xiàn)[16]可知，VDCOL參數(shù)的取值對(duì)擾動(dòng)后換流站無功功率消耗和直流傳輸功率具有顯著影響，當(dāng)逆變站母線電壓跌落時(shí)，VDCOL通過限制直流電流大小實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)恢復(fù)速率控制。VDCOL啟動(dòng)點(diǎn)電流idh通常取為額定值，即1.0 pu，為了使直流電流在電壓下降很多時(shí)保持恒定，idl通常設(shè)置為 0.55 pu，因此，可以通過改變udh和udl來控制逆變器無功功率消耗。若將VDCOL控制曲線右移(即同時(shí)增大udh，udl)，則VDCOL功能在電壓下降過程中更早啟動(dòng)，使無功功率消耗快速降低，有利于維持電壓穩(wěn)定，但增大udh和udl也會(huì)減小直流功率傳輸；相反，若將VDCOL控制曲線左移(即同時(shí)減小udh，udl)，可以提高故障恢復(fù)期間有功功率傳輸。

由于Z1=Z2，且兩回直流VDCOL參數(shù)一致，逆變站母線電壓跌落時(shí)，兩回直流響應(yīng)特性相同，將會(huì)同時(shí)從交流電網(wǎng)吸收大量無功功率，不利于交流電壓恢復(fù)和穩(wěn)定。在相同受端交流電網(wǎng)強(qiáng)度條件下，為了減少逆變站總體無功功率消耗，同時(shí)保持直流有功功率傳輸不變，將雙饋入直流系統(tǒng)的VDCOL控制曲線進(jìn)行左右等幅移動(dòng)設(shè)置，通過改變直流系統(tǒng)的恢復(fù)速率，實(shí)現(xiàn)逆變站無功功率消耗在時(shí)間上錯(cuò)位分布。

對(duì)原VDCOL環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行差異化設(shè)置，優(yōu)化后兩回直流VDCOL環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)置如下：udl1=0.25 pu，udh1=0.65 pu，udl2=0.55 pu，udh2=0.95 pu，即將HVDC1的VDCOL控制曲線左移，將HVDC2的VDCOL控制曲線右移。在逆變站電壓Uc跌落過程中，各直流系統(tǒng)電氣量的暫態(tài)響應(yīng)軌跡如圖3所示。

圖3 單回直流逆變站主要電氣量變化軌跡Fig.3 Main electrical quantities variation of single-circuit inverter station

從圖3(a)所示VDCOL的U-I特性曲線可以看出，由于HVDC2的VDCOL曲線右移，當(dāng)電壓降低至a′點(diǎn)處，其VDCOL功能比HVDC1的更早啟動(dòng)，通過快速降低直流電流，使HVDC2逆變站消耗的無功功率大幅減少，而HVDC1逆變站的無功功率消耗增加；在電壓恢復(fù)階段，HVDC1與HVDC2逆變站的無功功率消耗呈錯(cuò)位分布，當(dāng)Qc1減小時(shí)，Qc2增大；當(dāng)Qc1增大時(shí)，Qc2減??；從圖3(c)可以看出，在VDCOL功能啟動(dòng)后，HVDC2傳輸?shù)闹绷鞴β时菻VDC1的明顯減少，兩回直流功率傳輸最多相差大約10 pu，即 1 000 MW。

優(yōu)化VDCOL參數(shù)前后雙饋入直流輸電系統(tǒng)逆變站總無功功率消耗和總直流功率的對(duì)比曲線如圖4所示。從圖4(a)可以看出，在Uc變化過程中，逆變站會(huì)從交流系統(tǒng)吸收無功功率，對(duì)VDCOL參數(shù)進(jìn)行差異化設(shè)置后，雙饋入直流輸電系統(tǒng)逆變站總無功功率消耗最大值減少了約11 pu，即1 100 MV·A；從圖4(b)可以看出，優(yōu)化VDCOL參數(shù)前后直流總有功功率傳輸基本保持不變，不會(huì)發(fā)生由于送端直流功率無法送出產(chǎn)生的穩(wěn)定問題。

2 多饋入直流VDCOL參數(shù)優(yōu)化

2.1 電網(wǎng)強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法

工程應(yīng)用中，通常用短路比(short circuit ratio，SCR)指標(biāo)來評(píng)價(jià)交流電網(wǎng)的強(qiáng)度，其計(jì)算公式為

(2)

式中：Sac為換流母線短路容量；Pd為直流傳輸功率；UN為換流母線電壓；Z為交流系統(tǒng)等值阻抗。

計(jì)及多回直流之間的耦合作用后，引入多饋入短路比(multi-infeed short circuit ratio，MSCR)[17]，其計(jì)算公式為

圖4 雙饋入直流逆變站總無功消耗和有功傳輸Fig.4 Total reactive power consumption and active power transmission of dual-infeed HVDC inverter station

(3)

式中：ΔUj/ΔUi定義為多饋入影響因子(multi-infeed interaction factor，MIIF)，反映了多回直流之間的相互影響，計(jì)算方法為換流母線i施加無功功率擾動(dòng)引起換流母線j的電壓下降ΔUj與換流母線i的電壓下降ΔUi的比值。

多饋入短路比反映了換流母線與電源之間的等值電氣距離，多饋入短路比越大，則對(duì)應(yīng)交流系統(tǒng)越強(qiáng)，反之則越弱[18]。通過改變圖1中Z1、Z2和Zs，使HVDC1逆變側(cè)多饋入短路比為6.0，HVDC2逆變側(cè)多饋入短路比為3.0。在圖1受端交流系統(tǒng)施加電壓擾動(dòng)，雙饋入直流系統(tǒng)逆變站無功功率消耗和直流功率的響應(yīng)軌跡如圖5所示。

圖5 交流電網(wǎng)強(qiáng)度對(duì)直流恢復(fù)特性的影響Fig.5 Influence of AC strengthen on DC recovery characteristics

由圖5可知，交流電網(wǎng)強(qiáng)度會(huì)影響多饋入直流系統(tǒng)的恢復(fù)性能，由于HVDC1的多饋入短路比較大，則受端交流系統(tǒng)擾動(dòng)引起換流母線1的電壓跌落幅值較小，而換流站的無功功率變化軌跡僅與換流母線電壓這一唯一變化量有關(guān)，因此該逆變站從交流系統(tǒng)吸收的無功功率最大值相應(yīng)下降，直流有功功率傳輸增加。說明電網(wǎng)越堅(jiān)強(qiáng)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功功率支撐能力越強(qiáng)，越有利于維持逆變站母線電壓穩(wěn)定；反之，系統(tǒng)多饋入短路比越小，換流母線抗擾動(dòng)能力越差，為了維持換流母線電壓，逆變站需要消耗更多的無功功率，而直流有功功率傳輸會(huì)更少。

2.2 多饋入直流VDCOL優(yōu)化方案

多直流饋入輸電系統(tǒng)在擾動(dòng)后恢復(fù)過程中，多回直流在功率同時(shí)恢復(fù)過程中需要消耗大量無功功率，當(dāng)系統(tǒng)整體無功容量不足時(shí)可能導(dǎo)致電壓失穩(wěn)。為此本文提出基于多饋入短路比的VDCOL參數(shù)優(yōu)化方法，在盡量保持有功功率不變的前提下，通過多回直流的VDCOL參數(shù)差異化設(shè)置，控制直流系統(tǒng)功率恢復(fù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)總無功功率需求。

具體優(yōu)化方法為：對(duì)于多饋入短路比較小的電網(wǎng)，由于其電壓支撐能力較弱，適當(dāng)提高udl和udh使直流系統(tǒng)盡早啟動(dòng)VDCOL功能以維持電壓穩(wěn)定；對(duì)于多饋入短路比較大的電網(wǎng)，適當(dāng)降低udl和udh，以增大故障期間直流有功功率傳輸。通過調(diào)整VDCOL參數(shù)可以滿足在受端電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量一定的條件下，使直流逆變站的無功功率消耗錯(cuò)位分布，減少系統(tǒng)總的無功功率消耗，提高交直流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。

3 實(shí)際電網(wǎng)仿真驗(yàn)證

3.1 多直流饋入受端電網(wǎng)概況

我國(guó)華東電網(wǎng)是典型的多直流饋入輸電系統(tǒng)，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃，2016年華東電網(wǎng)共有葛南、龍政、宜華、林楓4回高壓直流輸電系統(tǒng)和溪浙、靈紹、復(fù)奉、錦蘇4回特高壓直流輸電系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，華東電網(wǎng)總直流受入功率達(dá)到39.7 GW，華東多直流饋入局部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 華東多直流饋入局部電網(wǎng)Fig.6 Part of multi-infeed HVDC systems in East China power grids

隨著華東電網(wǎng)燃煤機(jī)組減少和受電比例逐年增大，受端電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)引起多回直流同時(shí)發(fā)生換相失敗，逆變站從系統(tǒng)吸收大量無功功率，嚴(yán)重時(shí)可能引起電壓失穩(wěn)，威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此有必要研究多回直流輸電系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制策略，以提高華東電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.2 多饋入直流VDCOL參數(shù)優(yōu)化效果

2016年典型方式下，華東電網(wǎng)多饋入直流輸電系統(tǒng)各逆變站的多饋入短路比如表1所示。

表1 華東直流多饋入短路比
Table 1 MSCR of multi-infeed HVDC systems in East China

根據(jù)多饋入短路比的大小對(duì)多饋入直流VDCOL參數(shù)進(jìn)行差異化設(shè)置，將多饋入短路比較大的直流系統(tǒng)的VDCOL曲線左移，將多饋入短路比較小的直流系統(tǒng)的VDCOL曲線右移，優(yōu)化前后各直流逆變站的VDCOL參數(shù)如表2所示。

表2 優(yōu)化前后各直流VDCOL參數(shù)
Table 2 VDCOL parameters before and after optimization pu

為了驗(yàn)證優(yōu)化VDCOL參數(shù)對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響，在直流落點(diǎn)近區(qū)設(shè)置故障。1 s時(shí)泗涇—練塘線路發(fā)生三相短路且開關(guān)拒動(dòng)故障，0.35 s后切除同串另一回線路，優(yōu)化VDCOL參數(shù)前后林楓和葛南直流系統(tǒng)各電氣量的仿真結(jié)果如圖7、8所示。

圖7 優(yōu)化前后林楓直流系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.7 Simulation results of Linfeng HVDC before and after optimization

由圖7、8可知，優(yōu)化前逆變站發(fā)生連續(xù)換相失敗且無法恢復(fù)，直流有功功率傳輸中斷，交直流系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。這是因?yàn)殡姎饩嚯x較近的兩回直流在功率恢復(fù)階段同時(shí)從系統(tǒng)吸收大量無功功率，使南橋和楓涇逆變站母線電壓難以快速恢復(fù)。優(yōu)化后，直流系統(tǒng)可以恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。由圖7(b)可以看出，故障恢復(fù)期間林楓逆變站的無功功率消耗減少了 100 MV·A，換流母線電壓恢復(fù)特性明顯改善，故障切除后未發(fā)生后續(xù)換相失敗?？梢钥闯?，通過差異化設(shè)置VDCOL參數(shù)可以降低逆變站無功功率需求，提升受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。

圖8 優(yōu)化前后葛南直流系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.8 Simulation results of Genan HVDC before and after optimization

4 結(jié) 論

(1)交流電壓跌落過程中，逆變站需要從系統(tǒng)吸收無功功率，對(duì)VDCOL參數(shù)進(jìn)行差異化設(shè)置，可以在降低對(duì)有功功率傳輸影響的前提下，實(shí)現(xiàn)直流逆變站的無功功率消耗呈錯(cuò)位分布，減少多直流系統(tǒng)逆變站總的無功功率消耗。

(2)交流電網(wǎng)強(qiáng)度影響直流系統(tǒng)恢復(fù)特性，多饋入短路比越大，換流母線的抗擾動(dòng)能力越強(qiáng)，受端電網(wǎng)擾動(dòng)期間逆變站無功功率消耗越少，直流有功功率傳輸越多，基于多饋入短路比的差異化VDCOL參數(shù)優(yōu)化方案可以減少逆變站無功功率需求，改善受端電網(wǎng)的電壓恢復(fù)特性。

[1]李明節(jié).大規(guī)模特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)特性分析與運(yùn)行控制[J].電網(wǎng)技術(shù), 2016, 40(4):985-991.

LI Mingjie.Characteristic analysis and operational control of large-scale hybrid UHV AC/DC power grids[J].Power System Technology, 2016, 40(4)：985-991.

[2]梁旭明, 張平, 常勇.高壓直流輸電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].電網(wǎng)技術(shù), 2012, 36(4):1-9.

LIANG Xuming, ZHANG Ping, CHANG Yong.Recent advances in high-voltage direct-current power transmission and its developing potential[J].Power System Technology, 2012, 36(4):1-9.

[3]林凌雪, 張堯, 鐘慶, 等.多饋入直流輸電系統(tǒng)中換相失敗研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù), 2006, 30(17):40-46.

LIN Lingxue, ZHANG Yao, ZHONG Qing, et al.A survey on commutation failures in multi-infeed HVDC transmission systems[J].Power System Technology，2006，30(17):40-46.

[4]郭小江，馬世英，卜廣全.多饋入直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(3):9-15.

GUO Xiaojiang, MA Shiying, BU Guangquan.Survey on coordinated control of multi-infeed DC systems[J].Automation of Electric Power Systems, 2009, 33(3):9-15.

[5]李新年, 李濤, 劉耀, 等.華東多直流饋入系統(tǒng)換相失敗仿真研究[J].電力建設(shè), 2015, 39(5):1254-1260.

LI Xinnian, LI Tao, LIU Yao, et al.Simulation research on multi-infeed HVDC commutation failure in eastChina power grid[J].Electric Power Construction, 2015, 39(5):1254-1260.

[6] 趙婉君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2004:62-66.

[7] 楊歡歡，朱林，蔡澤祥，等.直流控制對(duì)直流系統(tǒng)無功動(dòng)態(tài)特性的影響分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，38(10):2631-2637.

YANG Huanhuan, ZHU Lin, CAI Zexiang, et al.Influence of HVDC control on HVDC reactive power dynamic characteristic[J].Power System Technology, 2014, 38(10):2631-2637.

[8] 張彪, 王渝紅, 李興源.改善直流系統(tǒng)恢復(fù)特性的VDCOL控制策略研究綜述[J].華東電力, 2014, 42(5):826-832.

ZHANG Biao, WANG Yuhong, LI Xingyuan.Overview on VDCOL control strategy for improving DC system recovery characteristic[J].East China Electric Power, 2014, 42(5):826-832.

[9] 郭利娜, 劉天琪, 李興源.抑制多饋入直流輸電系統(tǒng)后續(xù)換相失敗措施研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備, 2013, 33(11):95-99.

GUO Lina, LIU Tianyqi, LI Xingyuan.Measure inhibiting follow-up commutation failures in multi-infeed HVDC system[J].Electric Power Automation Equipment, 2013, 33(11):95-99.

[10] 劉磊, 王渝紅, 李興源, 等.基于模糊控制的變斜率VDCOL控制器設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù), 2015, 39(7):1814-1818.

LIU Lei, WANG Yuhong, LI Xingyuan, et al.Design of variable slpoe VDCOL controller based on fuzzy control[J].Power System Technology, 2015, 39(7):1814-1818.

[11] 張紅麗, 劉福鎖, 李威.動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置提高對(duì)饋入直流恢復(fù)的布點(diǎn)方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2016, 40(5):133-138.

ZHANG Hongli, LIU Fusuo, LI Wei.Site selection for dynamic reactive power compensation and improvement of recovery from commutation failures in multi-infeed HVDC system[J].Automation of Electric Power System, 2016, 40(5):133-138.

[12]馮明, 李興源, 洪潮, 等.基于多饋入功率恢復(fù)因子的南方電網(wǎng)多回直流分層協(xié)調(diào)控制策略[J].電網(wǎng)技術(shù), 2015, 39(10):2822-2829.

FENG Ming, LI Xingyuan, HONG Chao, et al.Study of layered coordinated control strategy of CSG’s HVDC systems based on multi-infeed power recovery factor[J].Power System Technology, 2015, 39(10):2822-2829.

[13] 汪娟娟, 張堯, 林凌雪.交流故障后MIDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)恢復(fù)策略[J].電力自動(dòng)化設(shè)備, 2009, 29(10):79-83.

WANG Juanjuan, ZHANG Yao, LIN Lingxue.Coordinated recovery strategy of MIDC system after AC fault[J].Electric Power Automation Equipment, 2009, 29(10):79-83.

[14]劉建, 李興源, 傅孝韜, 等.多饋入短路比及多饋入交互作用因子與換相失敗的關(guān)系[J].電網(wǎng)技術(shù), 2009, 33(12):20-25.

LIU Jian, LI Xingyuan, FU Xiaotao, et al.Relationship of multi-infeed short circuit ratio and multi-infeed interaction factor with commutation failure[J].Power System Technology, 2009, 33(12):20-25.

[15]中國(guó)電力科學(xué)研究院.PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序用戶手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 2012:236-239.

[16]王賀楠, 鄭超, 任杰, 等.直流逆變站動(dòng)態(tài)無功軌跡及優(yōu)化措施[J].電網(wǎng)技術(shù), 2015, 39(5):1254-1260.

WANG Henan, ZHENG Chao, REN Jie, et al.Dynamic reactive power trajectory of HVDC inverter station and its optimization measures[J].Power System Technology, 2015, 39(5):1254-1260.

[17]林偉芳, 湯涌, 卜廣全.多饋入交直流系統(tǒng)短路比的定義和應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2008, 28(31):1-8.

LIN Weifang, TANG Yong, BU Guangquan.Definition and application of short circuit ratio for multi-infeed AC/DC power systems[J].Proceedings of the CSEE, 2008, 28(31):1-8.

[18]金小明, 周寶榮, 管霖, 等.多饋入直流交互影響強(qiáng)度的評(píng)估指標(biāo)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2009, 33(15):98-102.

JIN Xiaoming, ZHOU Baorong, GUAN Lin, et al.HVDC-interaction strength index for the multi-infeed-HVDC power system[J].Automation of Electric Power Systems, 2009, 33(15):98-102.

(編輯 張小飛)

VDCOL Parameters Optimization to Improve Multi-Infeed HVDC System Stability

LYU Sizhuo1, YANG Ying2, ZHENG Chao1, SUN Weizhen2, LI Jing1, ZHANG Jing2

(1.China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China; 2.State Grid Zhejiang Electric Power Company, Hangzhou 310007, China)

In East China and South China power grid, it has formed the pattern that many HVDC transmission systems feed into the receiving-end grid.Because of the strong coupling of multi-infeed HVDC systems, AC voltage disturbance will lead to the commutation failure of multiple HVDC at the same time, even voltage instability.At first, this paper analyzes the inverter station dynamic reactive power change track of dual-infeed HVDC test systems, and reveals the mechanism that the optimization of voltage dependent current order limiter (VDCOL) parameters can reduce the total reactive power demand.According to the influence of resisting disturbance capacity of converter bus on DC power recovery characteristics, this paper proposes the optimization scheme of VDCOL parameter based on multi-infeed short circuit ratio (MSCR).The simulation results of East China multi-infeed HVDC systems show that proposed optimization scheme of VDCOL parameter can reduce the reactive power demand of inverter station and improve the voltage stability of receiving end of power grid.

multi-infeed HVDC system; reactive power characteristic; multi-infeed short circuit ratio (MSCR); voltage dependent current order limiter(VDCOL); parameters optimization

TM 721

A

1000-7229(2016)09-0079-07

10.3969/j.issn.1000-7229.2016.09.011

2016-06-06

呂思卓(1989)，男，工學(xué)碩士，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定與控制；

楊瀅(1980)，女，工學(xué)碩士，高級(jí)工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度與運(yùn)行等方面的研究工作；

鄭超(1977)，男，工學(xué)博士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定與控制、高壓直流輸電、FACTS、新能源并網(wǎng)技術(shù)；

孫維真(1963)，男，工學(xué)碩士，高級(jí)工程師，主要從事大電網(wǎng)運(yùn)行與控制等方面的研究工作；

李晶(1978)，女，工學(xué)碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定與控制；

張靜(1980)，男，工學(xué)博士，高級(jí)工程師，主要從事電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和柔性直流輸電方面的研究工作。