受限于地理條件,群島交流電網(wǎng)往往強度較弱,在運行中面臨著各種挑戰(zhàn)。例如網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較為脆弱,有功無功耦合程度較高,調(diào)整運行方式的手段有限。各島負荷以交流海底電纜相互聯(lián)絡(luò),海纜無功充電功率較大,帶來較大的過電壓風險,同時降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。島上負荷的峰谷特性通常較為明顯,導致補償設(shè)備投切頻繁,系統(tǒng)損耗和設(shè)備折舊不可忽略。群島電網(wǎng)的獨特屬性為多端柔性直流（VSC-MTDC）的應(yīng)用創(chuàng)造了典型場景。然而,目前很多投入運營的交直流混聯(lián)群島電網(wǎng)的功率分配策略不夠合理,未能充分利用柔直的靈活調(diào)整能力。同時,風電等具有出力隨機性的新能源的接入,使潮流分布具有了概率特性,也在很大程度上影響了多端直流的運行裕度。VSC-MTDC能夠靈活調(diào)整交直流系統(tǒng)之間交換的有功和無功,可以為并行的群島弱交流提供較強支撐,改善交流網(wǎng)絡(luò)的潮流分布和電壓水平,提高電網(wǎng)供電的可靠性,借助多端柔直緩解傳統(tǒng)群島電網(wǎng)的運行壓力成為可能。本文結(jié)合群島電網(wǎng)面臨的特殊運行挑戰(zhàn),探討VSC-MTDC參與的群島弱交流電網(wǎng)優(yōu)化策略,以有功/無功聯(lián)合控制為基礎(chǔ),構(gòu)建了同時考慮系統(tǒng)運行經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和多端直流運行裕度的多維度目標優(yōu)化模型。論文的主要內(nèi)... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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圖２．１－１電壓源換流器等效原理圖??

?山東大學碩士學位論文???，‘Ｑ??Ｐ＜０?Ｑ＞０?Ｐ＜〇?Ｑ＜〇??Ｕｖ??Ｐ??Ｕｖ??Ｐ＞０?Ｑ＞０?Ｐ＞０?Ｑ＜０??圖２．１－２?ＶＳＣ輸出電壓的向量圖??因此，從交流電網(wǎng)的視角，ＶＳＣ相當于一個具備連續(xù)出力調(diào)整能力的發(fā)電??機，能夠以較快的速度、互不千擾地改變其與交流交換的有功／無功。這是ＶＳＣ??能夠主動參與運行優(yōu)化的主要原因。柔性直流能夠應(yīng)用于交直流電網(wǎng)運行優(yōu)化，??主要依賴的正是這一點。??２．２電力系統(tǒng)穩(wěn)定性??２．２．１電力系統(tǒng)穩(wěn)定性定義和分類??一般而言，若將電網(wǎng)特性以數(shù)學表達式的形式表示，等效得到的方程組不是??線性的，包含微分部分和線性部分兩大類。在理想狀態(tài)下，電力系統(tǒng)的發(fā)電和用??電應(yīng)當是完全平衡的，線路中的電壓、頻率等參數(shù)維持在一個定值。然而，實際??系統(tǒng)中往往存在著各種不確定性因素，負載和不確定性新能源出力的波動隨時都??在發(fā)生，發(fā)電機和各種補償設(shè)備隨之進行調(diào)節(jié)，較大的波動也會時有出現(xiàn)，如線??路短路、大容量機組或變壓器等重要設(shè)施的投切等。研究人員通常將上述不確定??變化統(tǒng)稱為擾動。電網(wǎng)在受到擾動影響后，會經(jīng)過一個動態(tài)的變化階段，常見的??變化的結(jié)果包括恢復(fù)原有運行狀態(tài)、變動到新的狀態(tài)或失去穩(wěn)定。對此類動態(tài)階??段及結(jié)果的討論，就是系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵研究內(nèi)容，包括如下三類。??（１）功角穩(wěn)定??功角穩(wěn)定的要求是電網(wǎng)中同步運行的機組在經(jīng)受擾動下，仍能維持并列運行，??不失去同步。功角失穩(wěn)的直接原因是轉(zhuǎn)矩不足，無法在擾動后將各發(fā)電機拉回同??步運行。如果缺乏轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)矩，帶來的結(jié)果是功角非周期性振蕩；如果缺乏轉(zhuǎn)??子阻尼轉(zhuǎn)矩，帶來的結(jié)果是功角振幅持續(xù)增大。無論何

?山東大學碩士學位論文???ｃ?ｃ?（２．３－１）??式中，ｖ為風速，ｋ。、ｃ以及Ｖ。為Ｗｅｉｂｕｌ丨分布的三個指標，可由風速歷史實??測數(shù)據(jù)獲得。??風電場輸出曲線描述了風電場預(yù)期功率隨風速變化的特性，通�？梢杂梅侄�??函數(shù)的形式給出：??＇?〇，ｖ＜ｖ，??ｋｉｖ?＋?ｋ２，ｖｌ?＜ｖ?＜?ｖ２??Ｐ＜?Ｐｒ，ｖ２?＜?ｖ＜?ｖ３??〇，ｖ＞?ｖ３?（２．３－２）??其中，＜＝＇ｖ２，已為風電機在額定狀態(tài)下的輸出，Ｖｉ為對應(yīng)??額定狀態(tài)下風的速度，ｖ２為風電機到達額定狀態(tài)下風的速度，？為風電機即將因??為轉(zhuǎn)速過快啟動自我保護時風的速度。??Ｐｆ??一?７Ｈ??〇?ｖ?丨?ｖ２?Ｖ３?ｖ??圖２．３－１風電機出力特性圖??目前，大型風電場中通常采用異步發(fā)電機發(fā)電，其控制方式多為定功率因數(shù)??ａ控制，即通過補償電容的自行投切，保持ａ不變，風電場吸收的無功ｑ，可表??示為：??ｑｆ?＝Ｐ）?ｔａｎａ?（２．３－３）??顯然，根據(jù)風速預(yù)期的概率分布，可以求出風電預(yù)期出力的概率分布。??概率潮流是一種計及電網(wǎng)中各類不確定性波動影響的潮流計算方法。點估計??法是統(tǒng)計推斷和解決概率問題的一種重要的概率潮流計算方法，在電網(wǎng)中使用范??圍較為廣泛。其基本原理是，對統(tǒng)計量取多個觀測值，結(jié)合平均值，執(zhí)行確定性??求解，計算未知參數(shù)的各階原點矩。其中，一階原點矩為狀態(tài)變量的均值，它和??其它各階原點矩一起，共同反應(yīng)待求狀態(tài)變量的概率分布。一般認為，ｔ＝３時對??應(yīng)的三點估計法兼顧了計算速度和計算精度的要求，結(jié)果較為可靠。??１５??

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