亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于AGC控制的HVDC線路線性化模型優(yōu)化研究

        2023-09-20 06:22:52姚雪飛李光明
        粘接 2023年9期
        關(guān)鍵詞:聯(lián)絡(luò)線直流動態(tài)

        姚雪飛,李光明

        (中國廣核新能源控股有限公司,北京 100070)

        電力控制區(qū)互聯(lián)內(nèi)容的增加提升電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性,在多區(qū)域互聯(lián)狀態(tài)下任何控制產(chǎn)生的擾動都會對電力系統(tǒng)的基準造成影響,其中系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率的變化還會影響到電力系統(tǒng)的同步性。因此,頻率和聯(lián)絡(luò)線功率交換應(yīng)保持在其額定值內(nèi),以防止對系統(tǒng)造成破壞性影響。考慮到現(xiàn)有研究中已將矢量控制用于高壓直流(HVDC)鏈路的電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)中,且研究學者在也HVDC控制方案中驗證了該控制方法的優(yōu)勢性[1]?,F(xiàn)有研究也對使用電工委員會(IEC)方案的HVDC系統(tǒng)頻率支持能力進行了分析。該領(lǐng)域研究成果已經(jīng)對HVDC聯(lián)絡(luò)線中的一些缺點問題,但并未對其數(shù)學傳遞函數(shù)模型機進行深入研究與檢驗[2]。鑒于此,本文將對模型的準確性與適用性進行檢驗,為了驗證該模型的準確性,研究過程中將其與現(xiàn)有的HVDC模型進行分析比較,并通過仿真結(jié)果揭示了交直流并聯(lián)兩區(qū)域熱力系統(tǒng)IEC方案的發(fā)展前景。

        1 AGC系統(tǒng)的HVDC線路的線性化模型

        1.1 傳統(tǒng)HVDC的線性化模型

        兩區(qū)域電力系統(tǒng)簡易化單線圖如圖1(a)所示。

        (a)單線圖;(b)等效電路圖1 帶有AC-DC線的2區(qū)互連電力系統(tǒng)

        由圖1可知,相應(yīng)的開關(guān)方案控制了系統(tǒng)中2區(qū)區(qū)域變流器-逆變器部分的工作。系統(tǒng)中交流和直流聯(lián)絡(luò)線的功率偏差分別用ΔPtie-AC和ΔPtie-DC表示[3]。結(jié)合此線路圖模型,直流線可以用一階傳遞函數(shù)給出:

        (1)

        式中:TDC表示在多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)中由于負載擾動;HVDC設(shè)置直流電流所需的時間;KDC表示HVDC模型的增益。

        1.2 HVDC的線性化模型

        根據(jù)圖1(a),HVDC線路可以被視為無慣性的同步機器,具有產(chǎn)生和吸收有功和無功功率的能力。上述概念產(chǎn)生的HVDC模型是2個串聯(lián)的電壓源型(VSC)及其電抗器的電感,具體如圖1(b)所示。VSC及其相應(yīng)的相位角可以用E1、E2、γ1和γ2表示[4-6]。變換器的電感和逆變器的電感可以分別用Xt1和Xt2表示。從1號母線輸送到HVDC的功率:

        ΔPtie12,DC=(V1E1/Xt1)·sin(δ1-γ1)

        (2)

        線性化后得到:

        (3)

        ΔPtie12,DC=T12,DC(Δδ1-Δγ1)

        (4)

        ΔPtie12,DC=T21,DC(Δδ2-Δγ2)

        (5)

        ΔPtie21,DC=-ΔPtie12,DC

        (6)

        相應(yīng)的可以得出:

        T12,DC(Δδ1-Δγ1)=-T21,DC(Δδ2-Δγ2)

        (7)

        為了通過HVDC連接線交換電力,兩邊的換流器必須是同步的,必須保證換流器(Δγ1)和逆變器(Δγ2)的相位角變化是相等的,這樣才能在相互連接的地區(qū)之間傳輸所需的功率。因此,可以提出以下公式:

        (8)

        將上述公式帶入到式(4)中,整理得到:

        (9)

        如前所述,HVDC線路的同步系數(shù)與交流線路相同,HVDC聯(lián)絡(luò)線功率取決于換流器和逆變器相位電抗器的同步系數(shù),其分別表示為:T12,DC和T21,DC。

        除了在HVD系統(tǒng)中運行的線路耦合轉(zhuǎn)換器(LCC)和VSC技術(shù)外,一個簡單的一階傳遞函數(shù)尚未在AGC系統(tǒng)中實現(xiàn)[7]。本次研究中HVDC線路已被準確地建模為VSC結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的顯著區(qū)別:在采用LCC結(jié)構(gòu)的前提下,有功功率和無功功率都得到了相對的控制,通過應(yīng)用VSC結(jié)構(gòu),有功和無功功率都被獨立控制[8]。因此,有功功率和無功功率可以不耦合,基于此本文構(gòu)建了一個VSC-HVDC聯(lián)絡(luò)線的等效模型。

        完成上述模型構(gòu)建后,需要對同步系數(shù)進行計算。交流線路和HVDC聯(lián)絡(luò)線的同步系數(shù)計算流程:

        (1)計算AC線路同步系數(shù),其最大可轉(zhuǎn)移功率:

        ΔPmax,AC=V1E1/XL=200 MW

        (10)

        本次研究中設(shè)定的區(qū)域1的額定功率Pr1=2 000 MW;AC線路負載比例為50%。因此,可以得出AC線路同步系數(shù):

        (11)

        (2)計算DC線路同步系數(shù),其最大可轉(zhuǎn)移功率:

        ΔPmax,DC=V1E1/Xt1=600 MW

        (12)

        研究中設(shè)定區(qū)域1的額定功率為Pr1=2 000 MW,Pr2=1 000 MW;HVDC聯(lián)絡(luò)線的負載比例為50%。因此,可以得出轉(zhuǎn)換器同步系數(shù)和逆變器同步系數(shù)分別為:

        (13)

        (14)

        (3)確定HVDC聯(lián)絡(luò)線的等效同步系數(shù)為:

        (15)

        交流和HVDC線路的同步系數(shù)是在50%負載的情況下計算的,在不同的負載條件下,可以通過相同的計算流程獲得同步系數(shù)。關(guān)于AC和HVDC系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù),以及它們在小負荷、額定負荷和重負荷情況下的同步系數(shù)值分別如表1~表3所示。本研究中,0.9、0.5和0.2被考慮用于IDC,符合聯(lián)絡(luò)線負載條件[9]。

        表1 VSC-HVDC聯(lián)絡(luò)線的相關(guān)物理數(shù)據(jù)Tab.1 Relevant physical data of VSC-HVDC tie line

        表2 AC線路物理數(shù)據(jù)Tab.2 Physical data of AC line

        表3 不同負載條件的HVDC線路的同步系數(shù)Tab.3 Synchronization factors of HVDC lines considering different load conditions

        2 AGC系統(tǒng)中的慣性仿真控制器

        HVDC輸電線路傳統(tǒng)上是用DC電容器來模擬的,其中運用直流電容器存儲靜電能量,在AGC系統(tǒng)運行過程中,能量能夠被有效運用,以支持主要的有功功率。根據(jù)本次研究所提出的方案,對HVDC線路電容器的充電能量進行了頻率調(diào)整。該控制技術(shù)綜合仿真模擬了HVDC輸電的慣性,稱為慣性仿真控制或IEC技術(shù)[10-14]。圖2給出了接收區(qū)域頻率信號的兩區(qū)域電力系統(tǒng)的通用IEC控制方案?;趨^(qū)域頻率偏差,IEC方案提供了HVDC輸電系統(tǒng)的基本電壓水平,以便通過電力系統(tǒng)交換直流鏈電容中的帶電能量。

        圖2 AGC系統(tǒng)運行的IEC方案

        圖3 HVDC輸電線路VSC的矢量控制策略

        為了調(diào)節(jié)HVDC聯(lián)絡(luò)線功率,實現(xiàn)了矢量控制策略[15]。其中交流和直流輸電線路的輸電量相同為100 km。其中變流器/逆變器的開關(guān)角度是根據(jù)傳遞給矢量控制器的電壓控制信號來設(shè)定的[16]。通過以下方式對AGC系統(tǒng)的IEC方案進行了數(shù)學建模。

        電容器中的帶電靜電能典型的類似于同步電機中儲存的機械能。同步電機的共同運動方程可以通過以下方式表示:

        (16)

        式中:H表示慣性系數(shù);f0表示額定頻率;ΔPmec、ΔPelet分別表示機械功率和電氣功率的增量偏差。

        直流電壓的變化改變了DC電容器中積累的能量,在負載擾動期間可以通過控制HVDC系統(tǒng)的電壓向交流系統(tǒng)充電或放電。因此電容器方程表示為:

        (17)

        對上述公式進行線性化處理后得到:

        (18)

        最后通過轉(zhuǎn)換得到:

        (19)

        從上述公式可以看出,HVDC的電壓偏差(ΔVDC)和系統(tǒng)頻率偏差(Δf)都有直接關(guān)系。HVDC聯(lián)絡(luò)線的DC電壓變化實際上必須限制在額定直流電壓的±15%到±30%的上下限之間。精確的約束上下限與高壓直流輸電系統(tǒng)的額定電流和絕緣有關(guān)。值得注意的是,DC電流的值是基于HVDC負載條件確定的。

        3 仿真結(jié)果分析

        對于DC和AC線路均考慮了50%的負載條件與其額定容量的關(guān)系。計算結(jié)果表明,直流線路和交流線路在此負載條件下的同步系數(shù)分別為0.129和0.086 5,區(qū)域1同時考慮了1%的階躍載荷變化。研究中電力系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)果是在2種情況下實現(xiàn)的,其中第1種情況是考慮3%/min的GRC來限制治療區(qū)域的輸出功率;第2種情況不考慮GRCs。從這些方案中提取的動態(tài)結(jié)果分別如圖4和圖5所示。

        圖4 考慮到GRC的電力系統(tǒng)響應(yīng)

        圖5 不考慮GRC的電力系統(tǒng)響應(yīng)

        由圖4、圖5可知,典型的交流電路模型在不考慮GRC情況下能夠提高動態(tài)性能,而且與交流電路平行。與HVDC傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比,本次提出的HVDC連接線模型更能提高動態(tài)穩(wěn)定性。當HVDC線路與AC線路并聯(lián)安裝時無論是否考慮交流聯(lián)絡(luò)線,它都可以適當?shù)靥岣逜GC系統(tǒng)的動態(tài)性能,而不是使系統(tǒng)在2種情況下都處于更為滿意的狀態(tài)。

        此外,在考慮到HVDC系統(tǒng)不同的負載條件下,評估AGC的動態(tài)性能。HVDC系統(tǒng)的同步系數(shù)(Teqv)分別為20%、50%和90%時,直流輸電系統(tǒng)的同步系數(shù)為0.065 4到0.146 0,變化結(jié)果如表3所示。本次研究同樣考慮了2種不同的情況:第1種方案為考慮區(qū)域1中1% 的階躍負載變化情況;第2種方案為考慮區(qū)域2中1% 的階躍負載變化,這些場景的動態(tài)結(jié)果分別在圖6和圖7中給出。

        圖6 考慮到區(qū)域1中1%的階梯式負載變化的電力系統(tǒng)響應(yīng)

        圖7 考慮到區(qū)域2中1%的階梯式負載變化的電力系統(tǒng)響應(yīng)

        從圖6、圖7動態(tài)結(jié)果可以看出,HVDC同步系數(shù)的增加,嚴重影響了系統(tǒng)的動態(tài)性能。結(jié)果表明,本次研究中提出的HVDC傳遞函數(shù)決定了其參數(shù)與聯(lián)絡(luò)線負載條件的依賴關(guān)系,聯(lián)絡(luò)線負載條件影響直流輸電線路的動態(tài)穩(wěn)定性。

        4 結(jié)語

        本文對高壓直流輸電線路的傳遞函數(shù)進行了數(shù)學建模。研究表明,HVDC聯(lián)絡(luò)線與交流線路并聯(lián)通常不能提高系統(tǒng)的動態(tài)性能,而系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性與HVDC聯(lián)絡(luò)線的負載情況有關(guān)。HVDC系統(tǒng)負荷工況的減小會導致直流輸電系統(tǒng)同步系數(shù)的增大,使系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性進一步惡化。本研究提出的HVDC輸電線路模型表明,HVDC輸電線路與交流輸電線路一樣,有其自身的同步系數(shù),即HVDC輸電線路的輸電功率依賴于HVDC輸電線路。在同時考慮交直流聯(lián)絡(luò)線等負荷條件下,由于聯(lián)絡(luò)線的低轉(zhuǎn)矩同步系數(shù)直流聯(lián)絡(luò)線與交流聯(lián)絡(luò)線相比動態(tài)性能一直較好。此外,在AGC系統(tǒng)中采用了IEC控制策略來控制高壓直流系統(tǒng)的帶電能量,使AGC系統(tǒng)能夠正常運行。對2區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的自動發(fā)電控制系統(tǒng)在不同擾動下的性能進行了研究,所有情況都顯示了優(yōu)越的動力條件。

        猜你喜歡
        聯(lián)絡(luò)線直流動態(tài)
        國內(nèi)動態(tài)
        國內(nèi)動態(tài)
        國內(nèi)動態(tài)
        基于直流載波通信的LAMOST控制系統(tǒng)設(shè)計
        甬臺溫高速至沿海高速溫嶺聯(lián)絡(luò)線大溪樞紐設(shè)計
        城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線計軸點的設(shè)置研究
        地鐵聯(lián)絡(luò)線無岔區(qū)段設(shè)計方案分析
        動態(tài)
        一款高效的30V直流開關(guān)電源設(shè)計
        非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器直流注入抑制方法
        丰满人妻在公车被猛烈进入电影| 国产一区二区三区色哟哟| 色窝窝无码一区二区三区| 亚洲精品午夜无码电影网| 欧洲中文字幕| 国产三级av在线播放| 蜜臀av毛片一区二区三区| 绝顶潮喷绝叫在线观看| 九九热在线视频观看这里只有精品| 国产强伦姧在线观看| 日本视频一区二区三区在线| 后入到高潮免费观看| 中文字幕无码不卡免费视频 | 水蜜桃无码视频在线观看| 亚洲精品成AV无在线观看| 中文字幕一区二区网址| 久久国产劲爆∧v内射| 中文字幕亚洲欧美日韩2019| 日韩一二三四精品免费| 日本一区二区三区综合视频| 国产av一区二区三区天堂综合网| 国模无码视频一区| 97人妻无码免费专区| 国产国拍精品亚洲av在线观看| 亚洲国产精品久久人人爱 | 欧美怡红院免费全部视频| 国产成人精品日本亚洲语音1| 97久久综合精品国产丝袜长腿| 少妇高潮太爽了在线视频| 久久欧美与黑人双交男男| 水蜜桃一二二视频在线观看免费 | 69堂在线无码视频2020| 精品人妻一区二区三区视频| 国精产品一区一区三区有限公司杨 | 亚洲电影久久久久久久9999| 国产丝袜美腿在线视频| 免费黄色影片| 亚洲AV秘 无码一区二p区三区| 国产精品第一区亚洲精品| 日本天堂免费观看| 久久亚洲黄色|