交流母线额定电压都为220 kV，直流系统为双桥结构、双极运行，即每个换流站有四个换流变压器。图3.2系统接线图逆变侧换流变压器的参数如下：换流变压器单极容量300 MV·A；变压器漏抗12%；变压器交流侧电压230 kV；直流侧电压96 kV，可计算得出Xci。图3.3潮流计算的收敛特性由图3.3可知，交替迭代计算5次后，交直流系统潮流计算收敛。......
2023-06-29
交直流输电系统灵敏度分析技术简介
【摘要】：图3.14交直流系统灵敏度解耦计算流程图1.节点电压对传输功率的灵敏度为了研究交直流混合系统输送功率对交流系统的电压幅值和相角的灵敏度问题，我们将AC/DC系统的直流子系统等效成负荷。交直流混合输电系统节点电压对传输功率的灵敏度求解重新转换为纯交流系统问题。
由于直流输电系统通过换流变压器与换流站交流母线相连，直流输电系统控制方式和控制参数的变化会影响到交流系统母线电压的变化，特别是换流站母线电压。为研究直流系统控制方式对电压稳定的影响，本书将交流系统跟直流系统割裂开来，采用解耦算法对交直流系统电压稳定性进行分析。解耦计算是指使含有多个变量的方程变成能够用单个变量表示的方程组，即变量不再同时共同直接影响一个方程的结果，从而简化分析计算[14]。首先，将直流系统等效成与相应换流器有功和无功等值的负荷，求得交流系统电压对换流器功率的灵敏度。接着将交流系统等效成加在换流器节点的一个恒定电压，求得换流器功率对直流系统控制变量的灵敏度。最后通过换流器母线电压与功率实现直流控制变量对系统电压稳定性影响的传递，简化了计算过程，同时保证结果的准确性[14]。解耦计算的步骤流程如图3.14所示。
图3.14 交直流系统灵敏度解耦计算流程图
1.节点电压对传输功率的灵敏度
为了研究交直流混合系统输送功率对交流系统的电压幅值和相角的灵敏度问题，我们将AC/DC系统的直流子系统等效成负荷。交直流混合输电系统节点电压对传输功率的灵敏度求解重新转换为纯交流系统问题。首先设输送功率为控制变量Tac如式（3.51）所示，其中Pa和Qa分别表示交流系统传输的有功和无功功率，Pd和Qd分别表示直流系统传输的有功和无功功率[14]。
设AC输电系统电压幅值和相角为状态变量表示为Xac，该状态变量包括换流站交流母线，则交直流输电系统潮流方程式为
式中，P（Xac）、Q（Xac）表示根据电压计算得到的节点注入有功功率和无功功率；那么，控制变量Tac对状态变量Xac的灵敏度矩阵如下：
式中，Jf表示AC/DC混合输电系统潮流计算时的雅可比矩阵。
2.DC系统控制方式对系统电压稳定性的影响
为研究直流系统控制方式对电压稳定的影响，将交流系统等效成加在换流器节点的一个恒定电压，求得换流器功率对直流系统控制变量的灵敏度。已知直流输电系统不同的控制方式对应不同的控制变量和状态变量（见表3.11），控制设定参数用上标set表示。同时不同控制方式下换流器直流侧传输的有功功率和交流侧吸收的无功功率表达式如表3.12所示。求取换流器功率对直流系统控制变量的灵敏度时的系统函数为换流器直流侧传输的有功功率和交流侧吸收的无功功率，如式（3.54）；直流输电系统整流器特征方程作为约束方程式（3.55）。
将系统函数fdc和约束方程hdc对控制变量和状态变量进行微分求解，可根据式（3.53）求得换流变压器直流侧有功和无功功率对换流变压器变比、连接母线交流侧电压幅值和控制设定参数（用下标K表示）的灵敏度矩阵
。
表3.11 不同控制方式下的控制变量和状态变量选取
表3.12 整流器采用不同控制方式的功率表达式
换流器直流侧传输的有功功率和交流侧吸收的无功功率对节点电压的灵敏度
可以是式（3.53）求得的灵敏度矩阵的子矩阵。将以上求得的交直流混合系统交流节点电压对传输功率的灵敏度与DC系统控制方式对换流器功率的灵敏度对应部分相乘，得到节点电压对控制方式的综合灵敏度SV-K：
利用上式求得的综合灵敏度可以分析直流输电系统控制变量的变化引起交直流之间连接母线注入功率的变化，进而分析直流控制变量对交流系统母线电压的影响。
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2023-06-29
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2023-06-29
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2023-06-29
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2023-06-29
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2023-08-29
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