MATLAB交直流混合输电系统潮流计算(2)

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4.1 交直流系统潮流计算基本理论 24

4.2 MATLAB潮流程序部分 25

4.3 实例计算结果 27

全文总结 31

致谢 32

参考文献 33

第一章绪论

1.1 选题背景及意义

西电东送、区域联网是我国能源发展的重要战略,直流输电功率调节迅速灵活,输电距离不受同步运行的稳定性限制,是较理想的远距离大功率输电方式,其运行控制性能对电力系统的安全稳定运行影响深远。根据我国联网规划,到2010 年,我国将基本形成北、中、南6 个跨区互联电网,预计2010～2020 年期间,基本形成覆盖全国的统一交直流联合电网[1]。我国将成为世界上直流输电线路最多、直流输送容量最大的国家。由此形成的大规模交直流电力系统,其运行的复杂性和难度在国际上是少见的。

目前，世界上的重大高压直流输电工程主要集中在我国，直流输电新技术也主要实际应用于我国的这些输电工程中。直流输电在我国带来巨大经济效益，但同时也给系统的运行带来了新的挑战，因为在技术上，直流输电技术并没有完全地成熟，仍处于发展与创新阶段。高压直流输电所面临的一些技术问题，尤其是特高压直流输电技术问题，不仅是我国电网前所未有的，而且也是世界电网发展史上从来没有碰到过的，是需要去实践探索的，是世界性的难题。在全球经济一体化的今天，对高压直流输电工程中所面临的技术问题展开研究，尽快解决高压直流输电技术和交直流混合电网运行中遇到的难题，对我国电网的安全稳定运行具有重要意义，也对世界电网的发展具有重要意义。

1.2 交流输电与直流输电

1.2.1 交流输电与直流输电的比较

我们应用中的电能可以分为直流电和交流电两种。由于电力发展历史的原因，现在我们主要使用交流电。在电力系统中，发电、输电和配电网络都是在交流电的基础上建立起来的。而直流电往往只应用在像化学工业(如电镀)、电力机车等一些特殊的场合中。

随着电力电子技术的进步，特别是大功率电力电子器件的发展，直流电在输电领域有了越来越广泛的应用。直流输电主要应用于地下或水下电缆、远距离大容量输电、交流系统的非同步互联以及在互联系统中控制潮流等方面。

输电成本方面，输电线路的成本由基础设施投资和运行成本构成。基础设施投资包括线路走廊、杆塔、导线、绝缘子和终端设备的费用，运行成本主要为损耗。综合所有成本，通常用等价距离来比较交流输电和直流输电的经济性。当输电距离小于等价距离时，交流输电比直流输电经济；但当输电距离超过等价距离以后，交流输电的成本就高于直流输电。对于架空输电线路，等价距离在400-700km之间变化，这取决于单位长度的输电线路成本。对于电缆输电系统等价距离介于25-50km之间。

技术特性方面，鉴于直流输电的快速可控特性，直流输电线路对所输送的功率能够完全加以控制，该性能可以提高与之相连的交流电网的暂态和动态稳定性，还可以限制直流线路中的故障电流。另外，直流输电还克服了一些与交流输电相关联的问题：(1)交流输电线路的输送能力与输送距离成反比，但是直流输电线路的输送能力不受输送距离的影响。(2)交流输电中为了保持线路两端的电压恒定，当线路负荷变化时，需要进行无功功率控制。线路越长，所需要的无功功率就越大。尽管直流输电换流站需要无功功率，且所需要的无功功率与输送功率相关，但直流输电线路本身不需要任何无功功率。(3)对于长距离交流输电，为了克服线路电容充电和系统稳定性方面的限制，对线路进行补偿是必要的。通过使用并联电抗器、串联电容器、静止无功补偿器和近年来开发的新一代静止同步补偿器，可以提高线路的输送能力，并加强对电压的控制。而对于直流输电线路，并不需要进行线路补偿。(4)两个电力系统通过交流联络线联网后，两个系统的自动发电控制器必须根据联络线功率和系统频率进行协调。然而，即使进行了协调控制，交流联络线的运行仍然可能由于一些原因而存在问题，这些原因包括：存在大的功率振荡而导致联络线频繁跳闸：短路电流水平上升；扰动从一个系统传递到另一个系统。而直流输电系统的快速可控特性消除了上述所有的问题。此外，当两个非同步的系统要求互联时，只能通过直流线路才能实现。(5)对于交流输电，大地电流即零序电流在稳态情况下是不容许的，因为大地阻抗很高，不但会影响电能输送的效率，而且还会因为电磁效应产生电话干扰。而对于直流输电系统而言，大地阻抗可以忽略不计，因此直流系统可以采用一根导线加大地回路的方式来运行。只有当地下埋有管道等金属结构，并且这些金属结构会因此导致腐蚀时，以大地作为回路才是不好的。论文网