极弱受端交流系统情况下利用STATCOM启动LCC-HVDC系统研究.pdf

第 4 1卷第 2期 2 01 4年 3月 华北 电 力 大 学 学 报 J o u r na l o f No ah Ch in a Ele ct r ic Po we r Univ e r s it y Vo 1 41 No 2 Ma r ， 2 01 4 d o i： 1 0 3 9 6 9 j I S S N ， 1 0 0 7 2 6 9 1 2 0 1 4 0 2 0 1 极弱受端交流 系统情况下利用 S T A T C O M 启动 L C C H V D C系统研 究 李 丹 ，倪俊 强 ，赵成 勇 ，郭春 义 ( 1 华北 电力 大学 新能 源电力系统国家重点实验室 ，北 京 1 0 2 2 0 6 ； 2 国家 电网公司 上海金 山供 电公 司 ，上海 2 0 0 5 4 0 ) 摘要 ：传统 电网换相高压直流输 电 ( L C C - H V D C )要 求交流 电网提供换相 支撑 ，因此 受端交流 系统要 有足 够 的强度 。 当受端 系统为极弱 交流 系统 时，L C C H V D C系统 的启动 和运行就十分 困难 。将 静止 同步无功补偿 器 ( S T A T C O M)接入 L C C H V D C逆 变侧的 交流母 线，组成 混合 直流输 电 系统 ，来启动 受端是 极弱 交流 系统的 L C C H V D C系统 。首先 ，搭建 了由 S T A T C O M和 L C C - HV D C组成的混 合直 流输 电 系统 的模 型 ，设计 了 S T A T - C O M 和 L C C H V D C的控制策略 ，提 出一种 混合 直流输 电 系统 的启 动控 制 方法。采 用分 步启动 的方式 ，先启 动 S T A T C O M，然后启动 L C C H V D C系统 ，在启 动时 ，S T A T C O M 串联 了限流电 阻，并采 用 了基 于 D Q轴解耦 的控 制策略 。L C C - HV D C系统 则采用软 启动的方式 ，启动过程 中逐 渐增大 电流调 节器整定值 至额定值 ，直到 系统完全切 换为正常运行时的控制策略 ，启动结束。最后 ，通过 P S C A D E M T D C仿 真验证 了该启动控 制方 法 的 可行 性 和 有 效 性 。 关 键 词 ：L C C HVDC；极 弱 交 流 系统 ；启 动 控 制 ；S T A T COM 中图分 类号 ：T M 7 2 1 1 文献标识码 ：A 文章 编号 ：1 0 0 72 6 9 1( 2 0 1 4 】0 2 0 0 0 1 0 5 LCC HVDC s y s t e m s t a r t - up b y S TATCOM wit h a v e r y we a k r e ce iv in g AC s y s t e m LI Da n ，NI J un qia n g ，ZHAO Ch e n g y o ng ， GUO Ch u n y i ( 1 S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f A lt e r n a t e E le ct r i ca l P o w e r S y s t e m w i t h R e n e w a b le E n e r g y S o u r ce s ， N o rt h C h i n a E l e ct r i c P o w e r U n i v e r s it y，B e i j in g 1 0 2 2 0 6，C h in a ； 2 S t a t e G r id S h a n g h a i J i n s h a n E le ct r i c P o we r S u p p ly C o mp a n y，S h a n g h a i 2 0 0 5 4 0，Ch i n a ) Ab s t r a ct ：L i n e co mmu t a t e d - co n v e rt e r h i g h v o l t a g e d i r e ct cu r r e n t t r a n s mis s i o n ( L C C- HVDC)r e q u i r e s AC s y s t e m t o p r o v ide co mmu t a t io n s u pp o r t S o it s r e ce iv ing s y s t e m mu s t h a v e s u f f icie nt s t r e n g t h I f t h e r e ce iv in g s y s t e m is a v e r y we a k AC s y s t em，t h e s t a rt u p a nd o p e r a t io n o f LCC- HVDC s y s t e m will be v e ry d iffi cu lt Thu s，s t a t ic s y nch r o n o u s co m p e n s a t o r( S T A T C O M)is co n s i d e r e d t o co n n e ct w it h t h e A C b u s a t t h e L C C i n v e rt e r s id e ，w h i ch co m p o s e s a h y b r id HVDC s y s t e m，t o s t a r t up t h e L CC- HVDC s y s t e m wit h a v e ry we a k r e ce iv in g s id e AC s y s t e mFir s t ，t h e mo d e l o f h y- b r id HVDC s y s t e m is d e v e lo p e d，a nd t h e co n t r o l s t r a t e g ie s o f S TATCOM a nd LCC- HVDC in t he h y b ri d HVDC s y s t e m a r e d e s ig n e d s e p a r a t e ly Th e n，a s t e p- b y s t e p s t a r t u p me t h o d f o r t he h y br id HVDC s y s t e m is pr o p o s e dTh e S TATCOM s t a rts fi r s t ly，f o llo we d by LCC HVDC s y s t e m Dur ing t h e s t a rt u p p e r io d，a cur r e n t limit ing r e s is t a n ce is co n ne ct e d in s e r i e s w i t h S T A T C O M a n d t h e co n t r o l s t r a t e g y b a s e d o n d e co u p le d D Q a x i s i s a d o p t e d F o r t h e L C C H V D C s y s t e m， a s o ft s t a rt p r o ce d ur e is u s e d t o g r a d ua lly in cr e a s e t he cu r r e n t s e t t ing v a lu e t o t h e r a t e d v a lu eW h en t h e s t a rt up pr o ce s s e n d s，t he con t r o l s t r a t e g ie s o f t he wh o le s y s t e m is co mp le t e ly s wit ch e d t o t he n o r ma l co nt r o l s t a t eF in a lly，t h e s imu la t io n r e s ult s in PSCAD EMTDC s ho w t h a t t he co nt r o l me t h o d o f s t a r t up is f e a s ible a nd e f f e ct iv e Ke y wo r ds ： LCC- HVDC； v e ry we a k AC s y s t e m ； s t a r t u p co n t r o l； S TATCOM 收稿 日期 ：2 0 1 31 1 2 0 基金项 目：国家 自然科 学基金 资助项 目 ( 5 1 1 7 7 0 4 2) ；国家 高技 术研 究 发 展 计 划( 8 6 3 计 划 ) 主 题 项 目课 题 ( 2 0 1 3 A A 0 5 0 1 0 5 ) 0 引 言 传统电网换 相高压直流输 电( L in e C o m m u t a 2 华 北 电 力 大 学 学 报 t e d- Co n v e r t e r Hig h Vo lt a g e Di r e ct Cu r r e n t t r a n s mis - s io n ， L C C H V D C ) 其 技 术 上 和 经 济 上 的 独 特 优 势 ， 在我 国电力 系统 中得 到 广泛 应 用 ， 并且 迅 速 发 展 。截 止 到 目前 ， 我 国投 入 商 业 运 营 的 L C C H V D C工 程达 2 1 项 。2 0 2 0年 前 ， 中国规划 的 L C C H V D C工程达到 2 0多项 ， 大于世界上其他 国家高 压 直流输 电工 程 的总和 。 L C C H V D C工程 的换 流器 采 用 无 自关 断 能 力 的普 通 晶 闸管 作 为 换 流 元 件 。 因此 ， 其 运 行 需 要 交流系 统 提 供 换 相 电 流 实 现 换 相 ， 使 得 L C C H V D C运行可靠性受两端交流 电网强度影响 。 因此要保证 可靠换相 ， L C C - H V D C的受端交流系 统必须具有足够 的容量 ， 即足够的短 路 比。这一 要求在一些工程 中并不容易 ， 如青藏直流 ， 作为受 端 的拉萨 电 网 ， 是 典 型 的弱 交流 电网 ， 导致 换 相失 败经 常发 生 ； 另 外 在 南 方 电 网 和广 东 电 网 ， 随 着 L C C H V D C工 程 数 量 的不 断 增 多 ， 容 量 的 不 断 增大 ， 交 流系统 的容量 相 对 变小 ， 系统 的强 度 在显 著降低， 容易发生换相失败和级联换相失败 ， 使系 统安 全面 临严重 威胁 。 。 。 F A C T S技 术 自 1 9 8 0年 问 世 以 来 的 短 短 3 0 年 ， 得到飞速 的发展 。作为第二代 F A C T S产 品， S T A T C O M 在 电力 系 统 中 的作 用 主 要 有 ： ( 1 ) 补 偿 电力 系统无 功 ， 提 高 电网 电压 稳 定 性 ； ( 2 ) 增 大电力系统阻尼 ， 抑制 系统中的振荡 ； ( 3 ) 提高 电 力系统静态稳定极限与暂态稳定极限。 在 无功 补偿 方 面 ， 与 传 统 的 无 功 补 偿 装 置 相 比， S T A T C O M 具 有 调节 连续 、 谐 波 小 、 损 耗 低 、 运 行范围宽、 可靠性高、 调节速度快等优点 。此 外 ， 当电力系统电压下降时 ， 固定电容器发出的无 功功率会 降低 ， 将会 使得 系统 的电压更加恶 化。 S V C是 以 电容器 为基础 的 ， 在 其 达到 运 行极 限时 ， 装置输出 的无 功电流将 随着 电压 的下降迅 速下 降 ， 而 S T A T C O M即使在系统电压降到较低的情况 下 ， 其输出的容性电流仍然可以维持不变， 不依赖 电压 值 。与其他 无 功 补偿 设 备 相 比， S T A T C O M 在 抑制母线电压振荡 、 提高系统暂态 电压稳定水平 方面作用突出 “ 。 因此 ， 将 S T A T C O M接人受端是极弱交流系统 的 L C C H V D C的逆 变 侧 交 流母 线 ， 组 成 一 个 新 的 混合直流输电系统 ， 对抵御 L C C H V D C的换相失 败 ， 提高 L C C H V D C系统的运行独立性 ， 具有重要 意义 。本文重点研究利用 S T A T C O M对 电压 的控 制 支撑 能力 ， 来启 动 极 弱 受 端交 流 系 统 中的 L C C HV D C系 统 。首 先 建 立 了混 合 直 流 输 电 系 统 中 L C C H V D C和 S T A T C O M 的模 型 ， 设 计 了模 型 中 的 主要电气参数 ； 然后 ， 设计 了利用 S T A T C O M 来启 动极 弱受 端交 流系 统 中的 L C C H V D C系统 的启 动 控制方法 ； 最后 ， 在 P S C A D E M T D C仿真环境下验 证 了该启 动控 制方 法 的有 效 性 。本 文在 一 定 程度 上解 决 了 L C C HV D C 自身存 在 的极 弱 受端 系 统 中 的启 动 和 运行 问题 ， 拓 展 了 L C C H V D C在 电力 系 统 的功 能和作 用 。 1 混合 直流输 电系统模型 L C C H V D C和 S T A T C O M 组 成 的 混合 直 流 输 电系统 的模 型 如 图 1所示 。 1 一 一 一一 一 一 一 一 一 一 _a 百VD 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 J 图 1 混合 直 流输 电 系统 模 型 F ig 1 Hy b r id HVDC s y s t e m mo d e l 混合直流输电系统包括 L C C H V D C子系统和 S T A T C O M子 系统 两部 分 。 L C C HV D C子 系统 与 国际 大 电 网标 准 直 流 测 试系统 ( C I G R E) 模 型 的基本参数 相同。额 定 容量为1 0 0 0 MW、 直 流电压 5 0 0 k V； 但是逆 变侧 交流系统短路比改为 1 5 。文献 1 6 ， 1 7 指 出， 当 短 路 比小 于 2时 ， L C C - HV D C 的逆 变 侧 为 极 弱 交 流 系统 。而 L C C H V D C在极 弱受 端交 流 系统 条件 下 不 能运 行 ， 本 文 中逆 变 侧 短 路 比改 为 1 5后 即 为极 弱 交 流 系统 ， 所 以 如 果 没 有 S T A T C O M 的存 在 ， 该 L C C H V D C不能 正 常运 行 ； 而且 P S C A D E MT D C环境下的 电磁暂态仿真结果 也表 明该 系 统在逆变侧短路比为 1 5时， 不具备运行能力。 在该混合直流输电系统 中， S T A T C O M 的容量 为 3 0 0 Mv a r ， 其简要模型如图 2所示。 如 图 2所 示 ， 当 S T A T C O M 采 用 正 弦 脉 宽 S P - WM调制时 ， 其输出交流基波线电压如式( 1 ) ： ： 6 ( 1 ) 2 第 2期 李丹 ， 等 ： 极弱受端交流 系统情况下利用 S T A T C O M启 动 L C C H V D C系统研究 3 复砸 ： 1 LC C HVD流C T + 图 2 S T AT C OM 子 系统 简要 模 型 Fig 2 STATCOM s u bs y s t e m b r ie f mo de l 式 中 ： 为 S P WM 控 制 的 直 流 电 压 利 用 率 ， = 2 ； 为 S P WM 控 制 的 调 制 比 ( 0M 1 ) ， 即 正弦载波峰值 与 三角调 制 波 幅值 的 比值 ； U 。 为 S T A T C 0 M 直流 侧 电压 。 考 虑 S T A T C O M 的运行 范 围限制 ， 对 换 流 电感 设 计 。通过 研 究 换 流 站 在 稳 态 下 交 流 电压 、 直 流 电压与换流电抗 器取 值之间的 内在联 系， 来确定 换流电抗的取值 ， 从而确定 S T A T C O M子系统的相 关参数 ， 具体参数如表 1所示 。 表 1 混合直流输 电系统模型 主要参数 T a b 1 P r ima r y p a r a me t e r s o f h y b r id HVDC s y s t e m mo d e l L C C H V D C子 系统额定参数 5 0 0 k V， 1 0 0 0 MW， 5 0 H z ， 直流侧 R l = 5 n， 1 =1 2 H 整流侧 交流系统 无功补偿容量 3 8 2 8 7 k V 4 7 6 8 4 n 6 2 6 Mv a r SC R =2 5 单个换 流变压 器 6 0 3 7 MVA 3 4 5 21 3 5 k V XT l =0 1 8 p U 逆变侧 交 流系统 无功 补偿容量 单个换 流变压器 2 2 7 3 5 k V 5 91 8MVA 23 0 2 0 9 2 k V 3 5 2 7 7 5。 n 6 2 6 M a r T 1：O 1 8 p u _ 5C R =1 5 S T A T C OM子系统额定参数 2 3 0 k V， 3 0 0 M v a r ， 5 0 H z ， 直流侧额定 电压 4 - 1 0 0 k V 交流侧变压器 3 0 0 MV A， X= +X =0 1 8 P u ， 1 0 3 1 0 4 2 3 0 k V 2 混合直 流输 电系统 的启动控制 2 1 启 动控 制策 略 在启 动 时 ， 采 用分 步 启 动 的方 式。首 先 是 S T A T C O M子系统的启动， 此时 L C C H V D C系统处 于闭 锁状 态 。启 动 过程 中 S T A T C O M 子 系统 串 联 了限流电阻， 采用了基于 D Q轴解耦的定直流电压 和定交流 电压 的控制 策略。S T A T C O M启 动最 初 期 ， 闭锁 S T A T C O M触发脉 冲， 交 流系统通过 限流 电阻和续 流 二极 管 向 S T A T C O M 直流 电容充 电 ； 之 后 解 锁 S T A T C O M 触 发 脉 冲 并 切 除 限 流 电 阻 ， S T A T C O M通 过 自身 定 直流 电压来 完 成 电容充 电 ； 当 S T A T C O M子系统启 动成功后 ， 就可 以为 L C C H V D C子 系 统 的 启 动 提 供 无 功 功 率 支撑 ， 通 过 定 交流电压来稳定母线电压保持 L C C H V D C子系统 逆 变侧 交流 母 线 电压 的稳 定 。L C C H V D C子 系统 采 用软 启 动方 式 ， 启 动 过 程 中逐 渐增 大 电 流 调 节 器 整定 值 ， 直 到 启 动结 束 ， L C C H V D C子 系统 完 全 切换 为正 常运 行 时的控 制策 略 。 在混合直流输电系统正常运行时， L C C - H V D C 子 系统 整流 侧 采 用 定 直 流 电 流 控 制 ， 逆 变 侧 采 用 定 熄 弧 角控 制 ； S T A T C O M 子 系 统采 用 定 直 流 电压和定交 流电压 的控 制策略。S T A T C O M定 直 流 电压 和定 交 流 电压 控 制 的控 制 系 统结 构 图如 图 3所示 。 图 3 S T AT C OM 控 制 系统 结 构 图 Fig 3 S t r uct u r e o f co n t r o l s y s t e m f o r S TATCOM 其 中， u为 L C C H V D C子 系统逆 变侧交 流母 线 电压 基 波 相 量 ， i ， i 分别 为 L C C H V D C子 系 统 逆 变侧 交流 母 线 与 S T A T C O M 交 流 侧 母 线 之 间 交 换电流的 d轴 、 g轴分 量； U 为 S T A T C O M交 流侧 母线电压基 波相 量 ； 6为 滞后 u的角度 ； U 为 S T A T C O M 的 直 流 电压 ； U r e f 和 d 吖 f 为 被 控 量 和 的参考 输 入 ， 即设定 值 ； 为 S T A T C O M 和 L C C HV D C逆变 侧 交 流 母 线 之 间 的 等效 电感 ； M 为 S T A T C O M所采 用 脉宽 调制 技术 ( P WM) 的调 制 度 。S T A T C O M 控制 系统 单元 1的控制关 系为 6 =a r ct a n ( B A ) ( 2) 单元 2的控制关系为 M =2【 ( A) +( B) 】 Ud ( 3) 2 2启 动控 制方 法 混合直流输电系统的启动， 即利用 S T A T C O M 启动极弱受端系统中的 L C C H V D C系统共分为两 个过 程 ： 首 先是 S T A T C O M 子 系统 的启 动 ， 此 时 L C C HV D C子 系 统处 于 闭锁 状 态； 其 次是 L C C H V D C子 系 统启 动 ， 此 时 S T A T C O M 子 系统 已经启 4 华 北 电 力 大 学 学 报 动成功 ， 利用 S T A T C O M启 动极 弱受 端交 流 系统 中 的 L C C H V D C系统 。 S T A T C O M 子 系统 的启 动过程 如下 。 启 动初期 ， 闭 锁 S T A T C O M 的 触 发 脉 冲 ， 投 入 限流 电阻 ( 限制启 动初期 的过 电流 ， 一 段 时间 后 切 除) ， 通过续流二极管 向 S T A T C O M 的直流电容充 电。直 流 电压 稳定 后 ， 检 测直 流 电压后解 锁 S T A T C O M 的触发脉冲， 通过其 自身 的定直流电压控 制 来提高 S T A T C O M 的直 流电压。当 S T A T C O M直 流电压稳定在额定值时 ， S T A T C O M 子系统启动过 程结 束 。 L C C HV D C子 系统 的启动 过程 如下 。 ( 1 ) L C C H V D C子 系 统 整 流 侧 和 逆 变 侧 换 流 站换流变压器网侧断路器分别 合闸， 使得换流变 压 器和换 流 阀带 电 ； ( 2 ) L C C H V D C子 系 统 的 逆 变 侧 换 流 站 投 入 一 组交流滤波器； ( 3 ) 在 触 发 角 大 于 9 O 。 条 件 下 ， 在 3 1 s 解 锁 L C C H V D C子 系统 的逆变 器 ， 之 后解 锁整 流器 ； ( 4 ) L C C HV D C子 系 统 逆 变 侧 关 断 角 调 节 器 升高 直 流 电 压 ， 降 低 关 断 角 整 定 值 至 额 定 值 ( 1 5 。 ) ； ( 5 ) L C C H V D C子系统整流侧电流调节器升高 直流电流。直流电流整定值初值设置为0 1 P U ， 按 直线规律上升 ， 4 5 s 上升至 L C C HV D C子系统运 行 的额定值 ； ( 6 ) 在此过程 中， 随直流功率上升， 为满足无 功补偿要求 ， 逐组投入 L C C H V D C子系统整流侧 和逆 变侧 的交 流滤波 器和 固定 电容器 ； ( 7 ) 在 L C C - H V D C子 系统 直 流 电压 和 直 流 电 流均升到额定值时 ， 混合直流输 电系统转人 正常 运行 ， 启动 过程结 束 。 2 3仿真 分析 在 P S C A D E M T D C仿真环境下搭建 了混合直 流输 电系统模型 ， 对上述启动控制方法进行仿真 验证。按照前文 所述混 合直 流输 电系统模 型 中 L C C - HV D C子 系统和 S T A T C O M 子系统 的电气参 数和控制策略搭建混合直流输电系统的模型。仿 真结果如图4图 8所示。整个启动过程分 为两 部分 ， 在 2 0 S之 前 ， 是 S T A T C O M 的启 动 过程 ， L C C HV D C处 于 闭锁 状 态 。2 0 s 后 开 始 是 L C C HV D C子 系统 的解锁 过程 。 首先 是 S T A T C O M 子 系统 的启 动 。在 启 动初 图4 L C C - HV D C子 系统逆 变侧交流母线 电压有 效值 Fig 4 RMS v o lt a g e o f t he AC b u s in inv e r t e r s id e o f LCC- HVDC s u b s y s t e m 图 5启动过程 中 L C C HV D C子 系统直流 电压 Fig 5 DC v o lt a g e o f LCC HVDC s ub s y s t e m du r ing s t a r t u p 图6 启动过程 中 L C C - H V D C子 系统直流 电流 Fig 6 DC cur r e n t o f LCC- HVDC s ub s y s t e m du r ing s t a r t u p 图 7 启动过程 中 S T A T C O M 子 系统直流电压 Fig 7 DC v o lt a g e o f S TATCOM s u bs y s t e m d ur in g s t a rtup 期 0 5 s ， 闭合断路器 ， 将 S T A T C O M联接于交流系 统 ， 闭锁 S T A T C O M 的触发脉冲 ， 交流系统通过 限 l 1 l O O 0 O O O I r d ， P 门 第 2期 李 丹 ， 等 ： 极弱受端交流 系统情 况下利用 S T A T C O M启动 L C C HV D C系统研究 5 行 ； L C C H V D C子 系统逆 变侧的换流器关断角一 直大 于 临界关 断 角 ( 7 。 ) ， 没有 发 生换 相 失败 ， 如 图 8所 示 。 仿真结果表明整个混合直流输 电系统在启动 过程 中有 很 好 的响 应 特 性 ， 从 而 验 证 了所 提 出 的 利用 S T A T C O M 启动 受端 是 极 弱交 流 系统 时 L C C H V D C控制 方法 的可行性 和 有效性 。 图8启 动 过 程中L C C - H V D C 子系 统 逆变 侧关 断 角 3 结 论 F ig 8 Ex t in ct io n a n g le in in v e r t e r s ide o f L CC- HVDC 流电阻( 在 S T A T C O M触发脉冲解锁后切 除) 和续 流二 极管 向 S T A T C O M 直 流 电容充 电 ， 其 直 流 电压 稳定在 0 7 P U 左 右 ， 未能达 到额定值 ； 在 0 7 s 解锁 S T A T C O M的触发脉冲 ， 通过 S T A T C O M 自身 的定 直流 电压 控 制 来 完 成 S T A T C O M 的启 动 。 但 是 由于 L C C H V D C子 系 统 逆 变 侧 为 极 弱 交 流 系 统 ， 而且 S T A T C O M 额 定 容 量 达 到 3 0 0 Mv a r ， 对 交 流母 线 电压 造 成 一 个 冲击 ， 此 冲击 是 由 于 S T A T C O M 触发 脉冲 的解 锁， S T A T C O M 自身 的控制 造 成 。如 图 4所示 ； 直 到 2 0 s ， S T A C O M直 流 电压 稳 定在额定值 ， S T A T C O M启动过程结束 。如图 7所 示 ： S T A T C O M 子系 统 的直 流 电压 在 启 动 过 程 中有 一 个过冲， 大约为额定直流 电压 的 2 0 ， 但在设 备 自身允许的范围之内。 然 后 是 L C C H V D C 子 系 统 的 解 锁 ( 2 0 s之 后 ) ： 闭合整流侧和逆变侧换流变压器 的网侧断路 器 ； 投入一组交流滤波器并且在 3 1 s 解锁逆变侧 的换 流 器 和 整 流 侧 的 换 流 器 ； 逐 渐 提 高 L C C H V D C子 系统直 流 电流 并 逐 个 投 入 交 流滤 波器 和 固定 电容器 。启 动过 程 中 L C C H V D C逆 变 侧 的交 流母线电压基本维持在 额定值 ， 在不 同设备 的投 入及控 制 动 作 时 ， 产 生 波 动 ， 最 大 波 动 不 超 过 1 0 ， 如 图 4所示 。由图 5和 图 6可 以看 出 ， L C C H V D C子 系统 直 流 电压 和 直 流 电 流按 照 设 定 值 变 化 ， 其 中产生 了几次较大 的突变 ， 这是 由于 L C C H V D C子系统整流侧或者逆 变侧大容量无功补偿 设备 ( 交流滤波器或者固定电容器) 投人 造成的 ； S T A T C O M 子 系统 在 L C C HV D C启 动 过 程 中可 以 较好地稳定 L C C H V D C子系统逆变侧的交流母线 电压 ， 而且其直流 电压在 整个 启动过程 中基 本维 持在额定值附近( 图 7 ) 。 在整个 混 合 直 流输 电系 统 的启 动 过 程 中： L C C - HV D C子 系 统 及 S T A T C O M 子 系 统 均 稳 定 运 本文 研究 了极 弱 受 端 交 流 系 统下 L C C H V D C 和 S T A T C O M组成的混合直 流输 电系统 的启动控 制 ， 得 到 以下结 论 ： ( 1 ) 建立了混合直流输电系统的模型， 并设计 模型 中 S T A T C O M子系统和 L C C - H V D C子系统 的 参 数 ； ( 2 ) 确定 混合直 流输 电系统 中 S T A T C O M 和 L C C H V D C的控 制 策略 ； ( 3 ) 提出一种混合直流输 电系统的柔性分步 启动控制方法。 ( 4 ) 在 P S C A D E MT D C仿真环境下 ， 验证了所 提 出 的启 动控 制 方 法 的 可 行 性 ， 而 且 在 启 动 过 程 中 L C C H V D C子 系统没 有 发生换 相失 败 。 ( 5 ) 本文的工作为发挥 L C C - H V D C系统在大 电网故障后 的电网恢复阶段的作用提供 了思路。 参考文献 ： 1浙江 大 学发 电教 研 组直 流输 电科研 组 直 流输 电 M 北京 ：电力工业 出版社 ，1 9 8 2 2徐政交直流 电力 系统动态行 为分析 M 北 京 ： 机械工业 出版社 ，2 0 0 4 3赵畹君高压 直 流输 电工 程 技术 M 北 京 ：中 国电力 出版社 ，2 0 0 4 4唐晓骏 ，刘东冉 ，陈麟 宇 ，等青藏直 流接人后 西 藏地区电 网电压 无功控制 J 电 网技 术 ，2 0 1 0 ， 3 4 ( 9 ) ：9 4 9 9 5吴冲 ，刘汉伟 ，董卫 国 ，等 青 藏直 流联 网后藏 中 电网安全 稳定控制系统 的重构 J 电网与清洁 能 源 ，2 0 1 3，2 9 ( 1 )：5 45 7 6朱 韬析 ，宁武军 ，欧开健直 流输 电系统 换相失 败 探讨 J 电力 系统 保护与控制 ，2 0 0 8 ，3 6 ( 2 3 ) ： 1l61 20 7张彦魁 ，张焰 ，卢 国 良基 于 P WM 控制 及相 角控 制 的静止 同步补偿 器潮流模型及应用 J 中国电 机工程学报 ，2 0 0 5 ，2 5 ( 1 7 ) ：4 24 7 ( 下转第 2 7页) 第 2期 许 国瑞 ， 等 ： 汽轮发 电机转子 阻尼系统对小扰动特性 的影 响 2 7 9 1 O 1 1 1 2 1 3 2 79 J i n g d e Ga o ， L in z h e n g Z h a n g ，Xia n g h e n g Wa n g AC ma ch in e s y s t e m ：ma t h e ma t ica l mo d e l a n d p a r a me t e r s ， a n a ly s i s ，a n d s y s t e m p e rf o r ma n ce M S p r in g e r - V e r la g a nd Ts in g hu a Univ e r s it y Pr e s s，2 00 9582 66 W e n Sh io w Ka o Th e e f f e ct o f lo a d mod e ls o n u n s t a b le lo w- e qu e ncy o s cilla t io n da mp in g in t a ipo we r s y s t e m e x p e r ie n ce w w o p o w e r s y s t e m s t a b i li z e r s J I E E E T r a n s a ct i o n o n P o w e r S y s t e m，2 0 0 1 ，1 6 ( 3 ) ：4 6 3 4 71 E1 一 S e r a fi A M ， Abd a lla h A S Ef f e ct o f s a t u r a t io n o n t h e s t e a d y s t a t e s t a bilit y o f a s y nch r o n o us ma ch in e co n- n e ct e d t o a n i n fin i t e b u s s y s t e m J I E E E T r a n s a c t io n s o n E n e r g y C o n v e r s i o n ，1 9 9 1 ，6 ( 3) ：5 1 4 5 21 胡笳系统扰动 下同步发 电机运 行行为 的时步 有限 元研究 D 北京 ： 华北 电力 大学 ，2 0 1 0 罗应立 ，胡笳 ，刘 晓芳 ，等面 向系统 动态分 析 的 场路 网耦合 时步 有限元模 型 J 中国电机工 程学 报 ，2 0 0 9 ，2 9 ( 3 3 ) ：1 0 21 1 0 1 4 P K u n d u r P o w e r s y s t e m s t a b il it y a n d co n t r o l M Ne w Yo r k，McGr a w Hill I nc ，1 9 94 1 5 哈尔滨大 电机研 究所G B T 7 4 0 9 32 0 0 7同步 电 机励磁 系统 一大 、中型同步发 电机励磁 系统 技术要 求 s 北 京 ：中国标准 出版社 ， 2 0 0 7 1 6 李志强 ，胡笳 ，祝 丽芳 ，等 同步 发电机有 限元磁 场计算 中端 点量 迭代的改进 算法 J 电工技术学 报 ，2 0 0 8 ，2 3 ( 1 2 ) ：3 5 4 1 1 7 曹维 ，翁斌 伟 ，陈 陈电力 系 统 暂态 变 量 的 P r o n y 分析 J 电 工技 术学 报 ，2 0 0 0，1 5 ( 6 ) ：5 6 60 1 8 胡笳 ，罗应立 ，刘 晓芳 ，等汽轮 发 电机 小扰动特 性及静 态稳 定性的时步有 限元分 析 J 中国电机 工程学报 ，2 0 1 0 ，3 0 ( 6 ) ：7 68 2 作者简 介：许 国瑞( 1 9 8 6一) ，男 ，博士研究 生 ，研究方 向 为 同步发 电机模 型及参数 。 ( 上接 第 5页) 8许湘莲 基于 级联 多电平 逆 变器 的 S T A T C O M 及 其 控制策略研究 D 武 汉 ：华中科技大学 ，2 0 0 6 9许赞混合 级联 多 电平拓 扑及 其 在 S T A T