混合直流異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行特性研究

近年來，隨著高壓直流(High Voltage Direct Current, HVDC)輸電工程的蓬勃發(fā)展，交直流并列和多直流

饋入(Multi-infeed Direct Current, MIDC)的電網(wǎng)結構逐漸形成，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行面臨著諸多問題與挑戰(zhàn)[1]。

交直流并列系統(tǒng)直流故障閉鎖引起的潮流轉移問題將使電網(wǎng)存在大面積停電的風險，解決這一問題最有效

的做法是實現(xiàn)送端與受端電網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)[2]。MIDC 輸電系統(tǒng)一回出現(xiàn)換相失敗會對饋入同一受端電網(wǎng)的其

他回直流產(chǎn)生影響，嚴重時可能引起輸送功率中斷，導致整個系統(tǒng)的潮流大范圍轉移和重新分布，對故障

清除后受端電網(wǎng)電壓和直流功率的恢復造成惡劣影響，嚴重威脅交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，柔性直流輸

電技術可以有效解決這一問題。柔性直流輸電采用可關斷器件(通常為IGBT)和高頻調(diào)制技術，通過調(diào)節(jié)換

流器與系統(tǒng)電壓間的功角差和換流器電壓幅值獨立控制有功和無功，不需要無功補償，不存在換相失敗[3]。

2016 年南方電網(wǎng)依托觀音巖直流和魯西背靠背直流工程實現(xiàn)了云南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)的異步聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化

電網(wǎng)結構，將快速的功角穩(wěn)定問題轉化為較易預防的送端頻率穩(wěn)定問題和受端電壓穩(wěn)定問題，大大降低

了電網(wǎng)大面積停電的危險。綜合比較經(jīng)濟、占地、技術、工程示范意義等問題后，魯西背靠背直流工程

開創(chuàng)性地采用了基于電網(wǎng)換相換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)(以下簡稱“常規(guī)直流單元”)和基于電壓源型換

流器的高壓直流輸電系統(tǒng)(以下簡稱“柔性直流單元”)并聯(lián)形成混合直流異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。本文針對世界首

個并聯(lián)混合直流異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，分別對常規(guī)直流單元和柔性直流單元主回路與控制系統(tǒng)進行分析，并基

于PSCAD/EMTDC 仿真平臺建立混合直流異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型。研究混合直流異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、

動態(tài)及暫態(tài)特性，并對常規(guī)直流單元的故障恢復特性進行分析。研究結果表明混合直流異步聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具

有良好的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)響應，能夠減小常規(guī)直流單元換相失敗概率并改善交直流系統(tǒng)故障恢復特性，提高

常規(guī)直流輸電運行的可靠性。