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高压直流输电在“西电东送”和全国联网战略的实施中发挥了重要的作用,目前我国华东和华南地区均已形成以多直流馈入为特征的受端系统结构。受端电网各换流站电气耦合紧密,交流系统故障常引发多回直流同时发生换相失败。故障后恢复过程中,多回直流同步恢复需要消耗大量的无功功率,可能导致交流系统暂态电压失稳和直流后续换相失败,对大电网安全运行造成重大影响。 本文采用理论分析与时域仿真相结合的方法对直流恢复过程中动态无功需求的发生机理和发展规律进行探讨。在此基础上建立优化模型,制定多直流交错协调恢复策略,改善交直受端系统稳定性。主要内容如下:(1)采用 PSCAD/EMTDC为分析工具,以CIGRE标准直流模型为研究对象,对整流侧和逆变侧交流故障下的直流响应进行仿真计算,分析直流输电系统的运行和控制特性。(2)详细解析交流母线电压大幅波动过程中逆变站动态无功需求的非线性轨迹特征及产生机理,分析电压跌落幅度和交流电网强度对逆变器无功消耗和暂态电压响应轨迹的影响,明确直流关键控制参数与功率响应特征参数间的关联关系。(3)基于前述分析结论,提出多直流交错协调恢复控制的优化模型,采用PSCAD/EMTDC软件的优化模块,实现多直流低压限流环节和主要控制器关键参数的协调优化设置。以双直流馈入受端系统为算例,验证了模型和算法的有效性。 本文提出交直流受端系统多直流交错协调恢复控制的优化模型和算法,有助于改善交直流受端电网的暂态电压稳定性,减小受扰后恢复过程中直流后续换相失败的可能性和多直流间的相互影响,有一定的理论意义和参考价值。