特高压交直流混联电网协调电压控制策略及仿真研究论文_孙玉玮,薛美益

（国网南通供电公司 226000）

摘要：特高压交直流混合电网的电压运行特性对AVC系统的建设提出了新的需求，本文就其特高压交直流混合电网协调电压控制策略及仿真进行阐述和分析。

关键词：特高压交直流；混合电网协调；电压控制；仿真研究

1.电压控制概述

出于自然资源分布不均及经济发展程度不等的原因，负荷中心往往远离能源中心，为更大范围进行能源供需平衡，远距离大容量输电技术应运而生。与超高压输电相比，特高压输电具有经济性好，容量大，输送距离远等优势；选用特高压输电线路作为连接区域电网的通道，还能有效防止的500kV电网规模过大而造成短路电流超标因此，建设特高压线路是解决能源供需发展不平衡的重要举措，甚至是建设全球能源互联网的网络基础。特高压交流输电作为大容量远距离输电的重要桥梁，其稳定可靠运行至关重要，其中无功电压控制是保障电网安全、可靠、经济运行的重要手段，如果缺乏有效的无功电压控制方法，很可能使主设备受到冲击，甚至引发电压失稳现象，进而导致大面积停电事故。另外，特高压交流线路具有容量大、距离远、充电功率大等特性，负荷波动带来的电压波动和稳定性问题突出，其无功电压控制需要根据这些特性进行研究。

2.交直流混合电网协调AVC仿真分析

本节将基于AVC仿真平台，研究当电网运行方式变更时，采用交直流混合电网协调控制策略前后AVC的控制效果的比较。

2.1 AVC仿真平台简介

AVC仿真平台能从某一初始断面数据启动，通过连续计算潮流，并且模拟系统中设备的动作，例如容抗器投切或者发电机组的无功出力调整，来模拟AVC系统连续控制对电网的影响，验证控制策略的有效性。

2.2 仿真系统搭建

本文对IEEE39节点标准电力系统进行改造，在此基础之上搭建了AVC仿真系统，系统结构见图1。仿真系统有着与实际AVC系统相同的三级和二级计算模块，三级控制计算以网损最小为目标计算各中枢节点优化设定值；二级控制计算模块计算出为校正中枢节点电压偏差该区域内控制发电机端电压设定值并下达控制指令，同时通过连续的潮流计算，来模拟实际电网中一级电压控制层面中通过调整机端励磁调节发电机无功出力的过程。

图1 IEEE39交直流混合仿真系统

首先通过分区算法将标准算例系统进行软分区，以节点2、3、18、17、25、26、27、28、29、30、37、38节点组成的软分区为研究对象，该区域内拥有可调发电机节点30、37、38；中枢母线节点3、28；27号节点模拟特高压直流换流站，传输有功为恒定值，依照定换流站交流母线电压限值自动投切站内的无功补偿设备。仿真过程中，直流系统传输的有功功率保持恒定值，假定其他控制条件不变，换流阀自身消耗的无功也将是大致不变的。此时影响交直流间交换无功最大的是换流站内无功补偿设备的分组投切。

本轮仿真算例将模拟不同的交直流混合电网运行方式下，无AVC控制、采用常规AVC控制，以及采用交直流混合电网协调AVC策略后电网的响应。

2.3交流运行方式变更时协调AVC策略仿真

本轮仿真算例将模拟当交流系统运行方式发生较大改变时，不同控制条件下的电网响应。

模拟18号节点的有功与无功线性增长，如图2所示，在100个仿真点数内，节点下网有功从300MW线性增长到700MW，无功从150Mvar线性增长到350Mvar。