張 妍，游雨琛，周 雷

（廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

多饋入交直流混合系統(tǒng)的相互影響研究綜述

張 妍，游雨琛，周 雷

（廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

在多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中，因為多條直流線路落點于同一交流電網(wǎng)、各換流站間電氣聯(lián)系緊密、無功消耗大，交、直流系統(tǒng)間常以換流母線為紐帶發(fā)生非常復(fù)雜的交互影響。本文圍繞多饋入交直流系統(tǒng)的相互影響，概述了換相失敗、功角/電壓穩(wěn)定性、擾動后直流輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)恢復(fù)等問題，分析了現(xiàn)有控制和恢復(fù)策略的特點及不足，為今后多饋入交直流系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

多饋入交直流混合電力系統(tǒng)；換相失?。还?電壓穩(wěn)定；直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)恢復(fù)

直流輸電具有輸送容量大、損耗小、功率調(diào)節(jié)迅速靈活、非同步聯(lián)絡(luò)能力強等諸多優(yōu)點。自世界上第一個工業(yè)性直流輸電工程在瑞典投運以來，直流輸電在遠(yuǎn)距離輸電和大型電網(wǎng)互聯(lián)中發(fā)揮了越來越重要的作用。直流輸電技術(shù)在我國起步較晚，但發(fā)展十分迅速［1-2］。隨著西南水電資源的進(jìn)一步開發(fā)，西南地區(qū)大量的電力遠(yuǎn)距離輸送到華中、華東和華南地區(qū)。2015年，南方電網(wǎng)和華東電網(wǎng)均有8回直流線路落點其中，我國形成了多個超大規(guī)模的多饋入交直流混合電力系統(tǒng)。

多饋入交直流混合電力系統(tǒng)與單饋入直流輸電系統(tǒng)相比，輸送容量變大、運行方式更為靈活，但同時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加。在電氣聯(lián)系較緊密的電網(wǎng)中，即使與直流逆變站物理距離很遠(yuǎn)的交流線路故障也可能使得多個逆變站同時換相失敗，這樣交直流混合電力系統(tǒng)間的相互影響將變得更加嚴(yán)重。因此，研究多饋入交直流系統(tǒng)的相互影響具有愈加重要的意義和價值。

1 問題提出

隨著多饋入交直流輸電系統(tǒng)格局的形成，由于直流系統(tǒng)在為受端交流系統(tǒng)供電時需要消耗大量的無功功率，交直流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定問題變得日益嚴(yán)重。文獻(xiàn)［3］指出：在交直流混合輸電系統(tǒng)中，電壓穩(wěn)定問題是除功角穩(wěn)定外最值得關(guān)注的系統(tǒng)穩(wěn)定問題。在對其進(jìn)行分析時，因為逆變側(cè)最可能發(fā)生換相失敗，所以一般更多的是對受端交流系統(tǒng)相連的逆變側(cè)進(jìn)行研究［1］。而在多饋入交直流混合系統(tǒng)中，各逆變器間聯(lián)系緊密，發(fā)生故障后相互影響可能引發(fā)多回直流換相失敗，嚴(yán)重時可能引起后續(xù)換相失敗，威脅交流網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

在多饋入交直流混合輸電系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)的運行狀態(tài)高度敏感于換流站交流母線的電壓，又通過其連續(xù)、快速調(diào)節(jié)行為經(jīng)無功-電壓紐帶影響受端系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。但直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能的好壞，主要是由其采用的的控制方式和恢復(fù)策略決定的。直流輸電系統(tǒng)能對交流系統(tǒng)進(jìn)行緊急功率支援，實際上是在研究擾動發(fā)生后，對直流系統(tǒng)應(yīng)采取什么控制策略的問題。因此可以制定相應(yīng)的策略來加強各控制器間的協(xié)調(diào)以實現(xiàn)對交流輸電系統(tǒng)的緊急功率支援。

綜上可知，對系統(tǒng)功角/電壓穩(wěn)定問題研究是建立在研究換相失敗和直流的協(xié)調(diào)恢復(fù)問題的基礎(chǔ)上的。因此針對多饋入交直流系統(tǒng)的相互影響問題，本文將從換相失敗、功角/電壓穩(wěn)定性、擾動后直流輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)恢復(fù)3個方面分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并闡述現(xiàn)有控制和恢復(fù)策略的特點及存在的問題，期望對多饋入交直流系統(tǒng)相互影響的進(jìn)一步研究有一定的參考價值。

2 換相失敗

2.1 換相失敗的原因及影響因素理論分析

在換流器兩個閥進(jìn)行換相時，如果換相過程未進(jìn)行完畢，或關(guān)斷預(yù)計閥后，在反向電壓期間未能恢復(fù)阻斷能力，而當(dāng)加在該閥上電壓為正時，能立即重新導(dǎo)通，則發(fā)生了倒換相，使本應(yīng)開通的閥重新關(guān)斷，本應(yīng)關(guān)斷的閥重新導(dǎo)通，這種現(xiàn)象稱之為換相失敗［4］。

換相失敗是直流系統(tǒng)最常見的故障之一，在單饋入直流系統(tǒng)中，引起換相失敗的主要因素有逆變器交流側(cè)電壓的跌落、超前觸發(fā)角降低、直流電流過大、電壓過零點漂移、逆變器系統(tǒng)內(nèi)部故障，而且與直流控制系統(tǒng)密切相關(guān)。

根據(jù)直流換流站的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，當(dāng)直流逆變器側(cè)交流系統(tǒng)對稱并考慮換流變壓器變比k時，逆變器的熄弧角γ的表達(dá)式為：

式中：Id—直流電流；

Xc—等效換相電抗；

U—逆變器交流側(cè)線電壓的有效值；

β—超前觸發(fā)角。熄弧角γ反映了逆變橋晶閘管閥在換相完畢后晶閘管關(guān)斷直到晶閘管再次處于正向電壓下的熄弧時間。

對式（1）中各變量進(jìn)行微分可得：

由式（2）可知逆變側(cè)交流電壓U、超前觸發(fā)角β的降低和k、Id、Xc的升高都會導(dǎo)致γ減小，從而可能引發(fā)換相失敗。在發(fā)生不對稱性故障時，γ還與換相電壓的相位移φ有關(guān)。對于多直流落點系統(tǒng)而言，多回直流是否會同時發(fā)生換相失敗取決于各直流逆變站之間的電氣耦合關(guān)系。此外，交流系統(tǒng)的強度、故障的作用地點及嚴(yán)重程度同樣會影響到多饋入交直流混合電力系統(tǒng)換相，導(dǎo)致其失敗。

文獻(xiàn)［5］表明影響多饋入直流輸電系統(tǒng)（Multi-inteed DC power system,MIDC）中換相失敗及發(fā)生類型的2個重要指標(biāo)分別是強耦合臨界導(dǎo)納和弱耦合臨界導(dǎo)納，通過對這兩個參數(shù)進(jìn)行分析得出了一些重要結(jié)論，有利于更好地研究逆變站之間換相失敗的發(fā)生。文獻(xiàn)［6］指出有效短路比（Effective short circuit ratio,ESCR）越小，交流系統(tǒng)越弱，逆變側(cè)換流母線間的電氣聯(lián)系越緊密，則逆變站同時發(fā)生換相失敗的概率越大。文獻(xiàn)［6］較為詳細(xì)地論述了影響MIDC換相失敗的各種因素，但未考慮到直流輸電線與交流輸電線是并聯(lián)運行的，這與實際的電力系統(tǒng)不相符。文獻(xiàn)［7］在文獻(xiàn)［6］的基礎(chǔ)上運用基本理論知識，推導(dǎo)出了多饋入交、直流并聯(lián)的高壓直流輸電系統(tǒng)耦合導(dǎo)納和換相電壓關(guān)系表達(dá)式。模型通過仿真驗證了結(jié)論的正確性，對實際的大規(guī)模電力系統(tǒng)的換相失敗研究具有一定的科研價值和意義。

2.2 預(yù)防換相失敗的措施

考慮到換相失敗的影響因素，目前用于預(yù)防的措施主要有以下幾種。

2.2.1 減小多饋入相互作用因子。

國際大電網(wǎng)會議CIGRE發(fā)布了多饋入相互作用因子（Multi-infeed interaction factor,MIIF），用作衡量多直流饋入交直流系統(tǒng)中不同直流系統(tǒng)逆變站交流母線之間，通過受端交流系統(tǒng)相互作用程度的指標(biāo)［8］。該指標(biāo)定義如下：

對第i個節(jié)點施加小擾動，使得第i個節(jié)點的電壓大小產(chǎn)生約1%的變化量，這個變化量記為△Ui；測量第 j個節(jié)點的電壓大小的變化量，這個變化量記為△Uj。那么定義第i個節(jié)點對第j個節(jié)點的相互作用因子為：

假設(shè)t時刻，第i回直流逆變側(cè)換流母線發(fā)生三相對稱接地故障并引起第i回直流發(fā)生換相失敗。通過式（3）則有：

式中：ULi0、ULj0—分別為換流母線i和換流母線 j的正常電壓；

ULimin、ULjmin—分別為換流母線i和換流母線j故障期間的最低電壓。

由于單饋入直流輸電系統(tǒng)中的熄弧角表達(dá)式仍然適用于多直流落點系統(tǒng)，而直流換流母線電壓跌落是引發(fā)換相失敗的最重要原因，將式（4）代入式（1）有：

由式（6）可以看出，熄弧角γj隨著MIIFji的減小而增大，能夠減小第j回直流換相失敗的產(chǎn)生。

2.2.2 增大β或者γ的整定值

β或者γ的整定值的增大能有效地減少逆變側(cè)換相失敗的發(fā)生，但同時降低了直流系統(tǒng)的傳輸容量，增大了逆變站的無功吸收，因此該方法降低了直流輸電系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性［9］，采用時應(yīng)對直流系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮。

2.2.3 新型換流器的應(yīng)用

一般情況下，傳統(tǒng)的高壓直流輸電（HVDC）均采用相控?fù)Q流器(PCC)技術(shù)，它只能控制閥的開通而不能控制其關(guān)斷，因此，當(dāng)受端系統(tǒng)因短路容量的缺額而不能提供足夠換相電流時，無法保證閥的換相可靠，極易導(dǎo)致逆變器發(fā)生換相失?。?0］。而采用新型換流器如電容器換相換流器（Capacitor commutated converter，CCC）時，可以有效減少換相失敗發(fā)生的幾率，甚至可以完全避免換相失敗的發(fā)生。但當(dāng)換流器發(fā)生逆弧故障時，換流閥可能承受過電壓、過電流而引發(fā)功率逆轉(zhuǎn)。

3 電力系統(tǒng)功角//電壓穩(wěn)定性

在多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中，交流電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性與直流系統(tǒng)及其控制密切相關(guān)。對兩端的交流系統(tǒng)而言，直流輸電系統(tǒng)通常被認(rèn)為是具有快速動態(tài)特性的負(fù)荷或者功率源。當(dāng)傳輸?shù)闹绷鞴β瘦^大時，在交流系統(tǒng)發(fā)生故障和恢復(fù)期間，兩端交流系統(tǒng)的功角及電壓穩(wěn)定性主要受直流輸電系統(tǒng)行為的影響。因此，在研究多饋入交直流混合電力系統(tǒng)的電壓及功角穩(wěn)定性時應(yīng)充分考慮直流系統(tǒng)換流器的控制模式以及多條直流輸電線路的輔助和協(xié)調(diào)恢復(fù)控制等。

直流系統(tǒng)的控制主要包括定電流/定熄弧角、定功率/定熄弧角、定電流/定電壓和定功率/定電壓控制4種方式，大多數(shù)情況下整流站采用定電流控制方式，而逆變站采用定電壓/定熄弧角控制。在實際系統(tǒng)中，由于直流系統(tǒng)的控制作用，可能出現(xiàn)動態(tài)無功需求得以抑制，但同時暫態(tài)期間的有功缺額增大。這時有無功特性之間表現(xiàn)出一種相互競爭的關(guān)系，由于系統(tǒng)的強非線性，有功和無功的變化幅度并不是等量的，因而需要有效量化有功恢復(fù)和無功需求，將功角和電壓進(jìn)行綜合考慮。

3.1 功角穩(wěn)定性

在交直流混合電力系統(tǒng)中，當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障或者直流輸電系統(tǒng)因內(nèi)部故障而導(dǎo)致雙極閉鎖時，會導(dǎo)致大范圍的功率轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步使得系統(tǒng)功角失穩(wěn)。在多饋入交直流電力系統(tǒng)中更是如此，若不能快速切除故障，可能會出現(xiàn)多條線路同時閉鎖，系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞［10］。

文獻(xiàn)［11］指出了多饋入交直流混合電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性對受端負(fù)荷模型的不同影響，研究表明：在恒功率或者動態(tài)的負(fù)荷下功角穩(wěn)定性較差、而在恒電流負(fù)荷下處于居中、在恒阻抗負(fù)荷下則較好，這主要是由不同負(fù)荷模型使得系統(tǒng)在恢復(fù)過程中吸收的無功功率不同，造成電壓下降程度不同所導(dǎo)致的?？梢?，功角穩(wěn)定性與換流母線的電壓也有一定聯(lián)系。文獻(xiàn)［12］基于幾何微分理論，針對受大擾動的多饋入交直流混合電力系統(tǒng)，提出了一種改善多直流混合電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的非線性控制方法；針對華中—華東多饋入交直流系統(tǒng)，文獻(xiàn)［13］采用直流功率緊急控制方法，實現(xiàn)了多回直流系統(tǒng)的相互支援，提高了受端系統(tǒng)的穩(wěn)定性；文獻(xiàn)［14］針對多饋入交直流混合電力系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)中增加了一個模糊邏輯控制單元，阻尼控制器可以自適應(yīng)地在線控制系統(tǒng)的移相角，避免了運行方式變化時阻尼控制器大幅調(diào)節(jié)而威脅系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的情況。

3.2 電壓穩(wěn)定性

在多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中，因直流系統(tǒng)運行和控制方式的多樣性，無功功率調(diào)節(jié)和電壓穩(wěn)定問題遠(yuǎn)比純交流和單饋入直流系統(tǒng)更為復(fù)雜。目前，運用到多饋入系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的許多方法都是在交流或單饋入系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的。

3.2.1 最大功率曲線法

最大直流功率曲線法以dP/dI=0作為系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的臨界點，當(dāng)dP/dI＞0時認(rèn)為系統(tǒng)穩(wěn)定，當(dāng)dP/dI＜0認(rèn)為系統(tǒng)不穩(wěn)定。與直流輸電系統(tǒng)最大功率運行點的位置密切相關(guān)的是交流系統(tǒng)的電壓支撐強度。文獻(xiàn)［15］針對特定的系統(tǒng)，分析了各直流子系統(tǒng)對電壓穩(wěn)定的影響，并將這種方法推廣到多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中，得到了多饋入直流的最大功率曲線。但該方法過于簡化了交流系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)，只能為前期規(guī)劃提高相關(guān)參考。而在規(guī)劃前期，短路比（Short circuit ratio，SCR）通常作為衡量交流系統(tǒng)強弱的標(biāo)準(zhǔn)［16］，它被定義為交流系統(tǒng)短路容量與直流換流器額定容量的比值。交流系統(tǒng)的電壓支撐強度越大，即短路比指標(biāo)越大，在直流電流逐漸增大的過程中，交流系統(tǒng)換流母線電壓下降幅度越小，相應(yīng)地直流電壓下降越小，進(jìn)一步使得直流輸電系統(tǒng)輸送的功率越大。文獻(xiàn)［17］利用阻抗矩陣深入定義了多饋入有效短路比的計算公式，分析了暫態(tài)過電壓、電壓穩(wěn)定等與它之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，但是缺乏相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，也并未給出判別系統(tǒng)強弱的具體指標(biāo)。

3.2.2 電壓穩(wěn)定因子

電壓穩(wěn)定因子（VSF）定義為對某一給定的功率水平，無功功率的變化引起的換流母線電壓變化。當(dāng)dV/dQ＞0時認(rèn)為系統(tǒng)穩(wěn)定，當(dāng)dV/dQ＜0時認(rèn)為系統(tǒng)不穩(wěn)定。文獻(xiàn)［18］說明了VSF和ESCR之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，但只能定性地判斷系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定，并不清楚系統(tǒng)離電壓失穩(wěn)點到底還有多遠(yuǎn)。文獻(xiàn)［19］將這種方法推廣到多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中，提出了評估換流母線電壓穩(wěn)定性的模型和算法。

3.2.3 其他方法

文獻(xiàn)［20］在多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中引入特征值分析法，利用潮流的雅可比矩陣和特征值分解技術(shù)分別提供電壓失穩(wěn)的裕度及控制信息，最終可以通過母線參與因子來確定影響電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵節(jié)點。文獻(xiàn)［21］將連續(xù)潮流法和崩潰點法運用到多饋入交直流混合電力系統(tǒng)中，并算得系統(tǒng)的功率裕度。文獻(xiàn)［22］在多饋入系統(tǒng)中針對非線性規(guī)劃方法的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。文獻(xiàn)［23］在最優(yōu)控制和在線辯識原則的基礎(chǔ)上，運用協(xié)調(diào)控制機制大大改善了交直流混合系統(tǒng)的動態(tài)特性，并使得發(fā)生暫態(tài)電壓失穩(wěn)的危險性有效降低。

4 直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)恢復(fù)控制策略

直流系統(tǒng)的控制方式和協(xié)調(diào)恢復(fù)策略決定了直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其動態(tài)性能。在交流側(cè)發(fā)生大擾動后，直流系統(tǒng)應(yīng)采取何種緊急功率支援控制，并制定相應(yīng)的恢復(fù)策略實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，但目前針對多直流輸電的控制恢復(fù)策略研究比較少，這與其復(fù)雜的控制結(jié)構(gòu)有關(guān)?？紤]到直流輸電系統(tǒng)具有快速可控性，可以通過加強各控制器間的協(xié)調(diào)來制定相應(yīng)的策略，從而實現(xiàn)對交流輸電系統(tǒng)的緊急功率支援。下面將從直流輸電控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)來探討具體的協(xié)調(diào)恢復(fù)策略。

4.1 直流輸電控制系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)及協(xié)調(diào)實現(xiàn)方式

一般將直流輸電控制系統(tǒng)分為3個層次，主控制級（或雙極控制級）為第1層，極控制級為第2層，閥組控制級則為第3層，如圖1所示。雙極控制級接收來自調(diào)度中心的直流輸送指令（pset），經(jīng)控制運算發(fā)送直流電流指令（Ides）給極控制級，然后再發(fā)送觸發(fā)角指令（αord）給各個閥組控制單元，最終實現(xiàn)對直流系統(tǒng)的逐層控制。為了讓低層控制跟蹤高層控制的指令，直流輸電控制系統(tǒng)的3個層次在響應(yīng)時間上應(yīng)有明顯區(qū)別，以保證整個控制系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運行。一般控制的層次越高，響應(yīng)的速度反而會越慢。

圖1 直流系統(tǒng)控制分層結(jié)構(gòu)

根據(jù)直流輸電系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)及控制器的特性,可通過圖2所示方案實現(xiàn)多回直流系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。

圖2 MIDC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制實施方案

該方案直接作用于各直流的極控制級，通過改變相應(yīng)的直流控制參數(shù)，如低壓限流參數(shù)、PI控制參數(shù)等達(dá)到多直流協(xié)調(diào)恢復(fù)的目的。

4.2 漸變的直流恢復(fù)策略

大擾動后多回直流采取漸變的策略交錯提升功率將有助于降低后續(xù)換相失敗的風(fēng)險，優(yōu)化受端系統(tǒng)的恢復(fù)性能。文獻(xiàn)［24］通過對整流側(cè)的電流整定值進(jìn)行更改，采用步進(jìn)方式實施對直流系統(tǒng)的恢復(fù)，此時系統(tǒng)的整體性能可以達(dá)到最佳。與此同時，該策略對不同的故障地點及類型均具有良好的適應(yīng)能力。文獻(xiàn)［25］提出了一種當(dāng)多直流落點受端系統(tǒng)電氣距離很近時多個直流的協(xié)調(diào)恢復(fù)策略。具體實現(xiàn)方法為：各直流逆變側(cè)采用定電壓控制，而在整流側(cè)修改直流功率的整定值。該方法改善了南方電網(wǎng)各直流恢復(fù)的性能，在交流側(cè)發(fā)生嚴(yán)重故障后，可以不切或者少切負(fù)荷達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4.3 附加輔助控制策略

附加輔助控制策略即在現(xiàn)有的直流常規(guī)控制器上加上一些輔助控制，通過調(diào)節(jié)控制角、優(yōu)化控制參數(shù)來達(dá)到改善直流系統(tǒng)恢復(fù)性能的目的。文獻(xiàn)［26］將直流調(diào)制器的參數(shù)設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為一個非線性最優(yōu)問題的求解，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)各直流系統(tǒng)控制器的參數(shù)以實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制的目的。該參數(shù)設(shè)計方法自身考慮了復(fù)雜的非線性因素，省去了系統(tǒng)簡化以及線性化的過程。文獻(xiàn)［27］在建立有新型HVDC的交直流混合系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，提出了利用它的快速調(diào)節(jié)能力，以發(fā)電機和交流系統(tǒng)的有關(guān)變量形成新的性能指標(biāo)，而制定穩(wěn)定交直流系統(tǒng)的新型控制方式。并通過遺傳算法對控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，形成一種新型的優(yōu)化控制策略。文獻(xiàn)［28］研究了逆變站交流母線電壓大幅波動過程中，直流逆變站各主要電氣量及其與交流電網(wǎng)交換的動態(tài)無功的非線性軌跡，系統(tǒng)地分析了低壓限流啟動點參數(shù)、PI參數(shù)、直流控制方式以及電壓測量時間常數(shù)等對逆變站動態(tài)無功軌跡的影響。但是全面考慮不同直流控制方式對無功動態(tài)特性的影響還有待進(jìn)一步深入。文獻(xiàn)［29］解析了整流器的動態(tài)無功非線性軌跡特征，分析了控制參數(shù)及控制方式對動態(tài)無功軌跡的影響，驗證了優(yōu)化直流控制參數(shù)可以緩解故障時對整個交直流系統(tǒng)的影響。文獻(xiàn)［30］將模糊控制理論和低壓限流環(huán)節(jié)（VDCOL）的控制機理相結(jié)合，構(gòu)建了一個變結(jié)構(gòu)的Fuzzy-VDCOL控制，并將其應(yīng)用于多饋入直流故障后的協(xié)調(diào)恢復(fù)。系統(tǒng)仿真表明Fuzzy-VDCOL的控制效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的VDCOL控制，能夠加快系統(tǒng)的恢復(fù)。

由于直流控制強非線性、響應(yīng)特性復(fù)雜，其對直流系統(tǒng)有功、無功動態(tài)特性的影響機理和途徑尚未形成清晰明確的理論，已有的協(xié)調(diào)恢復(fù)控制方法都有其各自的優(yōu)缺點，嚴(yán)重制約著交直流電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和運行，因此對多直流恢復(fù)控制進(jìn)行進(jìn)一步的研究有著重要的理論意義和實踐價值。

5 分析結(jié)果

針對以上對多饋入交直流混合電力系統(tǒng)相互影響的分析，可知：

（1）與傳統(tǒng)的單饋入交直流輸電系統(tǒng)相比，多饋入交直流混合電力系統(tǒng)有著更為復(fù)雜的交直流相互影響及各直流子系統(tǒng)間的相互作用，因此對其進(jìn)行相關(guān)研究至關(guān)重要。

（2）換相失敗、電壓/功角穩(wěn)定和直流協(xié)調(diào)恢復(fù)問題是研究多饋入交直流混合電力系統(tǒng)交直流相互影響的基礎(chǔ)，本文對這些問題進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，提出了現(xiàn)有控制和恢復(fù)策略的特點及存在的問題，希望能對多饋入交直流混合電力相互影響的進(jìn)一步研究有一定的參考價值。

6 結(jié)論

（1）從換相失敗的機理出發(fā)，提出了引起換相失敗的主要因素及其影響規(guī)律，并指明了目前用于預(yù)防換相失敗的措施。

（2）在多饋入交直流混合電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究中，由于直流系統(tǒng)的控制作用，可能出現(xiàn)動態(tài)無功需求得以抑制，但同時暫態(tài)期間的有功缺額增大，因此，需要將功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定進(jìn)行綜合考慮。

（3）從直流輸電控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了兩種協(xié)調(diào)恢復(fù)策略的研究現(xiàn)狀，為進(jìn)一步對多饋入交直流混合電力系統(tǒng)的研究提供了有效幫助。

（4）隨著多饋入交直流混合電力技術(shù)的廣泛采用，負(fù)荷中心直流落點進(jìn)一步增加，區(qū)外送電比例進(jìn)一步加大，系統(tǒng)動態(tài)無功備用容量進(jìn)一步降低，受端系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性問題日益突出，但現(xiàn)有研究尚未形成完整的理論與分析體系，如目前多是對直流控制參數(shù)與功率特性進(jìn)行定性分析，對于它們的定量分析需要進(jìn)一步研究與完善。

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Research survey for interactions between multi-infeed AC and DC hybrid power system

ZHANG Yan，YOU Yuchen，ZHOU Lei
(School of Automation,Guangdong University of Technology,Guangzhou Guangdong 510006,China)

In multi-infeed AC and DC hybrid power system,due to a number of DC lines fall in the same AC power grid,closer electrical distances among DC converter stations,and large reactive power consumption,there are very complicated interaction influence in the AC and DC system normally based on the converter bus ties.Around the interactions between multi-infeed AC and DC system,this paper summarizes the problems of present situation of the research on commutation failure,angle/ voltage stability of power system,coordinate recovery of DC system after disturbance,and so on, analyzes the features and defects of existing control and recovery strategies.Provides a reference for the research of multi-infeed AC and DC hybrid power system in future.

multi-infeed AC/DC hybrid power system;commutation failure;angle/voltage stability；coordination recovery of DC system

TM71

A

1672-3643（2017）01-0022-07

10.3969/j.issn.1672-3643.2017.01.005

廣東省自然科學(xué)基金項目(2014A030313509)

2016-11-04

張妍（1992），女，工學(xué)碩士，研究方向為電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制。

有效訪問地址：http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1672-3643.2017.01.005