交直流混合输电系统中潮流算法研究(4)
1．4论文的主要工作
在论文工作期间所做的主要工作是：参考国内外相关文献，分析直流输电系统的特点，研究适用于交直流电力系统潮流计算的算法，并将易于编程实现的交替迭代法应用于交直流混合输电系统的潮流计算。具体来说，包括以下几个方面的工作：
1) 研究直流系统的基本方程与控制特性，并得出在潮流计算中需要应用的方程式和控制方式；
2) 参考相关书籍文献，学习研究现有的各种交直流混联系统的潮流算法。
2) 推导交替迭代法的公式，并且通过matlab编程分别实现基于P-Q分解法及牛顿-拉夫逊的程序；
3) 利用程序验证算例，并将两种算法得到的节点电压、支路功率以及直流数据结果进行对比。
2 直流输电的基本原理
2.1概述
如何将大量的电能从发电厂输送到负荷中心一直是电力工程的重要研究课题，多年来，在努力提高传统电力系统输送能力的同时，电力科学工作者不断地探索各种新型的输电方式。于是，随着技术的发展，高压直流输电也进入了人们的视野。高压直流输电（High Voltage Direct Current, HVDC）与柔性输电（Flexible AC Transmission System, FACTS）都是电力电子技术介入电能输送的技术。
与传统的交流输电相比，直流输电有三个主要优点[4]：①由于交流系统的同步稳定性问题，大容量长距离输送电能将使建设输电线路的投资大大增加。当输电距离足够长时，直流输电的经济性将优于交流输电。直流输电的经济性主要取决于换流站的造价。随着电力电子技术的进步，直流输电技术的关键元件换流阀的耐压值和过流量大大提高，造价大幅降低。②由于现代控制技术的发展，直流输电通过对换流器的控制可以快速地（时间为毫秒级）调整直流线路上的功率，从而提高交流系统的稳定性。③直流输电线路可以联接两个不同步或频率不同的交流系统。因而当数个大规模区域电力系统既要实现联网又要保持各自的相对独立时，采用直流线路或所谓背靠背直流系统进行联接是目前控制技术条件下最方便的方法[3]。由于这三个主要优点，直流输电的竞争力日益提升。发展到今天，高压直流输电已愈来愈多地应用在世界各大电力系统中，使现代电力系统成为在交流系统中包含有直流输电系统的交直流混合系统。1990年投入运行的葛洲坝到上海±500kV、1080km高压输电线路是中国第一条大型直流输电线路工程。
对于新建设的输电线路，采用高压直流输电技术是解决长距离大容量输送电能的一个途径。但是对于已经建成的交流输电线路，尽可能地提高其输送能力也是一个重要途径。由于已建成的电力网络中，交流输电线路条数远多于直流输电线路条数，因而对这些线路进行适当的技术改造，从而大幅度地提高它们的效力可能比建设新的输电线路在经济上更为可行。这样我们对输电线路各个节点、各条线路的电压，功率等数据的掌握就尤为重要，需要我们的精心计算和规划。
高压直流输电的基本特点是控制十分迅速，因而当系统中含有HVDC线路和FACTS装置时，电力系统的稳态和动态调控手段都大大加强。显然，合适的控制策略对改善电力系统的动态特性极为重要。研究HVDC和FACTS在各种运行工况下的分析方法、控制技术及含有HVDC和FACTS的电力系统的潮流计算方法及控制策略因而也成为电力科学研究的一个重要领域。
本章将讨论直流输电系统的基本原理和数学模型。
2.2直流输电的基本概念
直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成。
整流站和逆变站统称为换流站。换流站的主要设备是换流器，其作用是实现交流电与直流电的相互转换。换流器可分为整流器和逆变器。
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