特高压直流输电系统可靠性及其对交流系统的影响

特高压直流输电系统具有远距离、大容量传送电能,以及调节灵活、功率损耗低等优点。发展特高压直流输电符合我国的国情和国家能源战略。随着越来越多实际工程的投产运行,特高压直流输电在整个电力系统中的地位日益提高,研究特高压直流输电系统可靠性及其对交流系统的影响具有非常重要的意义。本文根据特高压直流输电系统的结构特点和实际运行情况,基于状态空间法提出一种定量评估特高压直流输电系统可靠性的方法,考虑了特高压直流输电系统每极两组12脉动换流器的结构特点以及此类直流系统多种运行方式对系统可靠性带来的影响。特高压直流输电系统可靠性建模过程中,为解决因系统设备众多带来的维数大、状态转移过程复杂等问题,本文在现有的高压直流输电系统设备分类的基础上提出换流单元子系统和极子系统概念及状态空间模型,降低系统维数和状态转移过程的复杂程度。为研究不同设备对整个特高压直流输电系统可靠性指标的影响程度,便于确定系统薄弱环节,本文还针对特高压直流输电系统中的各类设备进行可靠性灵敏度分析。为研究交直流混合输电系统中特高压直流输电系统可靠性对交流系统的影响,本文分别从电网静态电压稳定以及可用输电能力两个方面进行分析,提出衡量特高压直流输电系统可靠性对交流系统影响程度的定量指标及相关计算方法。其中,对电网静态电压稳定性的分析采用的是连续潮流方法,对电网可用输电能力的分析采用的是以削减负荷量最小为目标函数的最优潮流计算方法。为说明研究工作的有效性,本文对典型特高压直流输电系统可靠性指标进行了计算和分析,并以IEEE RTS-96可靠性测试系统两种直流接入方案和华东某地区2015年500kV及以上交直流规划电网为例,研究了特高压直流输电系统可靠性对交流系统的影响。