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我国华北、西北以及东北地区,拥有大量的风能资源和煤炭资源,但是目前电网的技术水平有限,风电机组无法参与电网调峰,丰富的电力资源无法被充分利用,采用风火交直流联合外送的方式可以有效地提高电网输送能力。然而,风、火、交直流的强耦合性对电网稳定运行具有一定的威胁。因此,需要针对大规模、大容量变流装置弱送端电网的特点和特性,从机理上研究对电网的暂态稳定特性,对提高电网安全稳定水平和抵御故障的能力,促进西北电网交直流混联电网协调发展具有重大的意义。 本文基于电力系统暂态稳定程序软件PSD-BPA和电力系统安全稳定量化分析与优化决策软件FASTEST,针对具有西北电网特色的输电方式,从多角度分析其对电网的频率、功角和电压稳定的影响,以及天中直流闭锁故障下安控策略的配合。 首先,基于PSD-BPA电力系统暂态仿真软件,以变速恒频风力发电机为研究对象,根据其机组结构和运行特性建立并网风力发电机组的动态模型以及风电场的等值模型。 其次,分析了电力系统的频率特性,从风功率波动和旋转各用的角度理论分析了风火打捆对电网频率动态的影响,并通过西北电网中新疆哈密地区的实际电网进行仿真验证。 第三,采用EEAC法则,从风电比例、风电机组类型、直流控制方式三个角度分析风火打捆交直流外送系统对电网功角稳定的影响,并结合新疆哈密地区2016年冬大典型方式对其进行仿真验证。 最后,针对风火打捆交直流混合外送系统,分析直流闭锁故障对电网交流侧母线暂态电压稳定性的影响,研究直流闭锁后滤波器切除方案和安控切机类型对暂态电压稳定性的影响,指出了安控切机与切滤波器配合中存在的问题,对安控措施提出了切合实际的要求和提升建议。