【摘 要】
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目前,实现我国“碳达峰、碳中和”目标要求,不断提升新能源消纳水平,推动储能技术应用与发展,已成为我国能源主要战略。在大规模高占比新能源已成为电力系统重要发展趋势的当下,柔性直流输电技术（VSC-HVDC）作为重要解决方案,不仅克服了长距离大功率传输难题,而且解决了当前交流系统面临的环境、经济难题以及包括潮流控制稳定性、新能源并网、电能质量和异步互联等问题在内的技术难题。为实现多样化的交流应用需求,
【基金项目】
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国家重点研发计划专项:互联大电网高性能分析和态势感知技术（2018YFB09045002）; 国家自然科学基金项目:基于广义预测补偿直流磁控电抗器的多构型FACTS技术研究（51707031）
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目前,实现我国“碳达峰、碳中和”目标要求,不断提升新能源消纳水平,推动储能技术应用与发展,已成为我国能源主要战略。在大规模高占比新能源已成为电力系统重要发展趋势的当下,柔性直流输电技术（VSC-HVDC）作为重要解决方案,不仅克服了长距离大功率传输难题,而且解决了当前交流系统面临的环境、经济难题以及包括潮流控制稳定性、新能源并网、电能质量和异步互联等问题在内的技术难题。为实现多样化的交流应用需求,构建柔性直流电网（VSC-MTDC）已成为必然趋势。随着柔直电网自身特性的多样化发展,已具备为多交流应用提供灵活可控的协调控制基础。然而,由于新能源最大化消纳、直流系统非正常工况运行、交流系统调峰等各种需求相互影响,不同时间尺度下各种设备特性相互耦合,如何协调各端需求特性进而实现柔直电网协调控制成为难题。本文针对大规模新能源接入下的柔直电网多时间尺度协调控制进行研究,主要内容如下:1)对柔直电网系统级及站级控制特性进行了分析,围绕柔直电网互联交流系统的特性需求,研究了不同交流应用下的柔直电网系统级协调控制策略和站级控制策略特性。围绕柔性直流输电机理,研究了柔直电网面临的多时间尺度协调控制需求,得出了多交流应用下的柔直电网协调控制耦合特性。2)针对多交流应用提出了较为普适的多时间尺度柔直电网协调控制策略。围绕不同交流应用需求,研究了长时间尺度的调度优化策略,针对小时级时间尺度提出了功率调度和机组配置方案,围绕实际工况研究了中时间尺度调度优化策略,提出了适宜的系统级控制策略,进而针对短时间尺度协调控制需求提出了短时间尺度协调控制策略。3)基于多交流应用下的多时间尺度柔直电网协调控制策略,针对张北柔直电网大规模新能源接入场景,提出了相应的多时间尺度协调控制策略。针对新能源接入的柔直电网及抽蓄电站需求特性研究,提出了具体多时间尺度协调控制方案,基于张北柔直电网仿真系统进行了验证。4)基于多交流应用下的多时间尺度柔直电网协调控制策略,针对张北柔直电网黑启动场景,提出了柔直电网多时间尺度黑启动策略。根据不同时间尺度黑启动需求,得出了长时间尺度配置方案,并针对中时间尺度启动时序问题、短时间尺度站级启动策略和短时间尺度过电流问题,提出了中、短时间尺度协调控制策略,基于张北柔直电网仿真系统验证了所提黑启动策略的有效性。
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