多端柔性直流输电系统有功优化分配
近年来，随着我国经济发展模式的转变，可再生能源在我国能源结构中占据着越来越重要的位置。同时，基于电压源换流器（VoltageSourceConverter,VSC）的高压直流输电系统(VoltageSourceConverterbasedHighVoltageDirectCurrent,VSC-HVDC)凭借其有功和无功独立快速调节、不存在换相失败、向交流母线提供无功补偿、易于构建多端直流系统等特点，在解决风电并网波动性、随机性、接入点远离负荷中心等问题上具有独特的技术优势，成为未来电网发展的主要方向。但是，由于VSC换流站损耗比较大，因此，随着柔性直流输电工程传输容量的增大，VSC换流站的功率分配对交直流系统运行的经济性的影响越来越突出。因此，如何实现多端柔性直流输电系统(VoltageSourceConverterbasedMulti-TerminalDirectCurrent,VSC-MTDC)有功最优分配，提升系统运行经济性，成为众多学者关注的焦点。因此，有必要针对多端柔性直流输电系统有功优化分配问题展开研究。 首先，建立了一种VSC-MTDC系统日前优化调度模型，以一天交直流系统总有功损耗电量最小为优化目标，考虑了VSC换流站功率调节范围限制约束、调节次数限制约束以及功率状态的最小持续时间限制约束等。提出了一种基于遗传算法的VSC-MTDC有功优化方法，优化得到VSC-MTDC系统有功功率计划曲线。算例结果表明，所建模型和所提方法可以有效降低含VSC-MTDC的交直流系统总网损，实现VSC换流站有功功率的最优分配。 接着，针对计及N-1静态安全约束的VSC-MTDC系统日前优化调度问题展开研究。提出了一种结合潮流转移因子法与有功灵敏度法的静态安全分析方法，可以实现快速且准确地计算开断潮流和校正控制。首先采用潮流转移因子法计算支路开断后其余各支路上新的电流值，由此判断出支路潮流是否越界。然后采用有功灵敏度法求出各支路潮流关于换流站所在交流节点注入功率变化的灵敏度，以此为依据调整VSC换流站有功功率。算例结果表明，所建立的计及静态安全约束的VSC-MTDC日前优化调度模型和所提方法既能提升含VSC-MTDC的交直流系统运行的经济性，又能保证系统安全运行。 最后，针对考虑风电出力不确定性的VSC-MTDC系统随机动态经济调度问题展开研究。建立了VSC-MTDC系统有功优化分配问题的随机动态经济调度模型，以考虑风电各种场景下含VSC-MTDC的交直流系统一天总有功损耗电量的期望值最小为优化目标，提出了一种基于状态空间近似动态规划法(StateSpaceApproximateDynamicProgramming,SS-ADP)的考虑风电出力随机性的VSC-MTDC系统优化调度方法，用以求解优化模型。提出了三阶段法用以求解状态空间，并建立了相似度函数以获得最优功率分配方案。算例结果表明，优化所得的VSC换流站功率分配方案对网损优化的效果明显，能够显著降低交直流系统总网损，并且保证了系统安全性。
直流输电;电压源换流器;有功优化分配
华南理工大学
硕士
电力系统及其自动化
夏成军
2021
中文
TM721.1
2022-01-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）