分区柔性互联城市电网的最大供电能力分析

对比现有电网分区运行模式与新型柔性互联运行模式，并阐述柔性直流分区互联装置的基本工作模式；介绍分区互联装置的基本结构，并研究装置在分区间有功支援与动态无功支撑过程中的工作原理；考虑电网N-1静态安全性与暂态电压稳定性，提出分区柔性互联城市电网最大供电能力的定义与模型，并给出一种简化的逼近求解算法。某电网示范工程实际算例验证了所提方法的正确性；与传统分区运行相比，柔性互联后最大供电能力得到提升。  

城市电网分区柔性互联装置的定容方法

分区柔性互联是解决大型城市交流电网发展问题的一个新思路，容量是影响互联装置造价的关键因素。提出了分区互联装置的定容方法。首先，介绍了城市电网分区互联装置的基本概念。其次，分析了基于模块化多电平换流器(MMC)的分区互联装置的功率运行范围，建立了装置容量和最大无功输出的分段线性关系，并分析得出改善无功输出能力的方法，为定容方法提供依据。然后，依据有功需求和无功需求，提出装置定容方法，其中，有功需求是为了解决分区故障后的元件过载问题所需支援的有功功率，无功需求是为了解决分区发生暂态故障后的电压失稳问题所需支援的动态无功功率。定容方法还考虑了装置的功率支援是否会破坏送端分区安全性或导致联络线过载。最后，所述方法应用于国内外首个220 kV分区柔性互联示范工程的实际方案论证。  

晶闸管型互联装置多时间尺度转换等效模型

电网的柔性互联受到越来越多的关注.基于晶闸管控制曲折变压器的新型柔性互联装置可用于同步电网的互联、配电网合环运行、电磁环网的柔性解环等等.首先针对系统大时间尺度的动态过程建立了该装置主电路的戴维南等效模型,结合自校正插值算法,在大步长的仿真计算时可以保证良好的准确性.进一步针对小时间尺度暂态过程,分别建立基于元件的和基于等效模型的仿真模型,证明了柔性互联装置的有效性和等效模型的正确性.对两种模型分别采用50μs和300μs的步长进行仿真,可知等效模型在两种步长下均具有良好的准确性,且其仿真时长分别仅为基于元件模型仿真时长的约14.5%和10.3%,计算开销显著减小.  

分区互联装置桥臂闪络故障保护策略设计

随着城市电网的发展,电磁环网送电能力受限和短路电流超标问题越来越突出.分区互联装置是解决未来电磁环网有关问题的重要手段.提出了一种单变压器分区互联装置设计方案.系统故障时,单变压器分区柔性直流输电系统的故障特性和双变压器柔性直流输电系统的故障特性存在较大差别.当桥臂发生闪络故障时,换流器闭锁后交流系统通过子模块二极管形成故障通路,造成交流电流直流偏置,交流断路器将无法正常断开.为此,针对分区互联装置单变压器的拓扑结构,分析了桥臂闪络故障的故障特性,提出了基于闭合子模块旁路开关的保护动作策略,实现了故障情况下交流电流直流分量的快速衰减,确保了交流断路器可靠动作.通过单变压器分区互联装置PSCAD/EMTDC仿真测试,验证了故障分析及保护策略设计的正确性.