摘要：随着我国经济的持续发展，电力发展也越来越迅速。交直流混合输电的方式也不断应用在中国的各个技术领域之中。当下，直流输电越来越受到重视，为了我国电力行业的发展，国家已经将特高压直流输电系统的建设作为我国的长期战略目标。本文主要论述直流输电的发展、直流输电对电压的稳定性的影响。
关键词：直流输电；电压；稳定性
一、直流输电稳定性分析
直流输电近几年来得到了广泛的应用和发展，直流输电系统主要包括以下几种控制方式：定电流控制、定电压控制、定功率控制和定关断角控制，这几种控制方式与直流输电的特点、应用以及设计等方面都有密不可分的联系。当下，世界上有很多电力系统仿真软件，应用最为广泛的主要有PSASP、PSCAD/EMTDC、BPA。我国的电力行业也有应用较为多的仿真软件主要是PSCAD/EMTDC。交直流输电的稳定性一直受到国内外各个行业的重视与研究，也已经研究出不少成果。直流系统不稳定问题往往是系统的变动引起的，由于直流控制方式和运行方式的多样性，其研究将更加复杂。因此，深入研究直流输电系统稳定性具有很重要的意义[1]。
二、深入研究高压直流输电的电压稳定性
电压稳定作为电力系统稳定的一方面，是当今许多电力系统行业都在大力探讨与研究的课题。近些年以来，针对这些问题，国内已经采取了许多的措施以及研究方法，并取得了十分重要的突破。虽然在电压稳定方面取得了成就，但是这些方法还不够完善，电压稳定系统还没有完全的建立。对电压的失稳原理也不算是完全的认识并且对于各种电力原件对电压的稳定性影响也有各种各样不同的看法。这些问题，都是我国电力行业以后的研究方向，还有待深入细致的讨论以及研究[2]。
电力系统中电源的配置与负荷的实际分布其实是不一致的，当系统通过输电线路向电源配置不足的负荷中心地区大量传送功率时，随着功率的增加，受端系统的电压将会逐渐下降。在有些情况下，可能出现电压一直下降的情况发生，或者电压长期滞留在完全运行所不能容忍的低水平上而不能恢复。这就是说电力系统发生了电压失稳，导致电力系统的稳定性丧失。
直流输电的控制方式和方法多种多样，因此，研究直流输电对电压的稳定性的方法也不单单是一种，这就有许多十分复杂和困难的方式，有待我们深入的考虑。电压稳定性研究方法主要有静态和动态分析方法两种。在过去的几年中，由于当时中国的电力行业还处在一个很低的水平之下，在研究高压直流输电系统的电压稳定性主要采用的是传统的静态分析方法，该种方法运用传统的技术，停留在原理性分析阶段，设计的仿真模型都十分的简单、易于掌握，不能反映系统的负荷的动态变化以及发展方向，也不能对系统控制的动态特性作用进行仔细分析和研究，具有很大的局限性，这是传统的静态分析方法的最重要的缺陷。随着技术的不断进步和发展，人们对电压的稳定性有了一定的认识和了解，对高压电流输电的电压稳定性的原理有了进一步的思考和认识，为了从根本上解释电压的失稳机理，必要建立动态分析方法，运用动态分析方法对电压稳定问题进行仿真全面的分析和研究[3]。
三、直流输电对电压稳定性的影响和意义
（一）AC/DC系统方程
在直流系统中，由于增加了直流端，所以对应的功率方程和雅可比矩阵也要进行一定的修改。
设与直流系统端相连的交流端标号为x，在加入直流后，对与直流相连的交流端，功率方程应该相应改为Px，SP-Px，ac-Px，dc=0（1）
式中：Px，SP为直流端注入的功率量；Px，ac为交流负荷；Px，dc为直流端等效的输出功率量，对整流端为正，相当于负荷；对逆变端为负，相当于注入功率[4]。通过对这种系统方程的计算与研究，得出直流输电对电压稳定性的影响。
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（二）关于数字仿真实例
在同一个节点上，用并联电容器，恒定无功补偿和SVC进行无功补偿，通过计算后得出结果是：同样条件下，并联电容器的功率裕度最小，恒定功率补偿其次，SVC最大，分别为15.868，16.29，16.4MW。所以说从功率裕度上看，直流端并联SVC对电压稳定性最为有利。这个结论，和用其他方法得到的结果是一致的。但我们需要注意的问题时，当SVC运行在容性区域时，相当于并联电容，此时它对电压稳定的影响是不利的。
在正常直流控制方式下，直流输电会比交流输电有更好的电压稳定性。但是，这不是绝对性的，由于直流控制方式和运行情况得根据实际情况而定，有的时候会出现各种各样的复杂性的情况，在这种情况下，很好的电压稳定性也不一定能获得。假如运行情况改变时，如果需要的变压器分接头没有调到合适的位置，或者由于其他的原因导致逆变失败的时候，高压直流输电反而不利于电压的稳定性，并且使电压的稳定性会下降。因此，我们了解到建立正确的直流模型，分析直流控制状态对具体系统的影响成为一项很重要的工作。
（三）直流系统的运行
直流电源系统主要由两大部份组成。一是电池屏另一部分是直流充电屏。电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜。当下使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单元。一般在正常运行时基本运行方式为：整流端定电流控制并由换流变抽头调节控制触发角，逆变端最小熄弧角控制并由换流变抽头调节控制电压。其他方式均是由于系统条件变化，某些量越限，由基本方式转化而来。
四、提高直流输电电压稳定性的具体方法
（一）适当提高短路比
由于影响直流输电电压稳定性的原因之一是功率传输能力和动态无功储备不足，所以在实际的操作下，提高直流输电电压的稳定性，必须从这两方面来考虑方法。在仿真模拟中可以得出结论，当直流控制系统的控制方式不发生任何的改变，短路比越大，交流系统对直流系统的无功支援就越大，所以这种情况下，电压的稳定性也随之会强。所以提高短路比的方法有：提高受端电厂的功率输出能力以及电压水平[5]。
（二）采用低压减载装置
所谓低压减载装置就是一种防止电力系统出现频率崩溃的安全控制措施。当电力系统因发电和用电负荷的需求而引起频率下降时，按照事先整定的动作频率值，系统会将其中预先安排好的一部分次要负荷切除，从而使系统有功功率重新趋于平衡，频率得到回升。迄今为止，这是防止电力系统因频率下降导致频率崩溃事故的最主要的一种安全措施。通过这种方式，改变直流输电系统的相互作用，达到提高直流输电电压稳定性的作用。
总结：直流输电对电压稳定性的影响是一个复杂而又困难的课题，加之国内的一些技术和设备还未完全到达先进的水平。因此，针对这方面的研究还是一个长期的过程，有一些问题还需要深入的探讨。研究直流输电的系统控制方式对电压的稳定性也有十分重要的影响。高速发展的电力事业，也需要我们不断的去充实技术与能力，为未来的电力事业贡献一份力量。
参考文献：
[1]尹燕霖.直流偏磁对车载牵引变压器的影响研究[D].北京交通大学，2015.
[2]党克，翟旭京，毕晓龙.直流输电对电压稳定性的影响研究[J].科技创新与应用，2014（35）：208.
[3]陈跃涛.高压直流输电对地区电网电压稳定性的影响仿真研究[D].广东工业大学，2014.
[4]陈厚合.交直流混合系统区域间可用输电能力计算[D].华北电力大学，2012.
[5]谭涛亮.基于改进连续潮流法及分岔理论的交直流系统电压稳定研究[D].华南理工大学，2011.
论文作者:王斌,袁凯琪,贾英
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/16
标签：电压论文; 稳定性论文; 系统论文; 功率论文; 方式论文; 方法论文; 电力系统论文; 《电力设备》2018年第13期论文;