考慮新能源集群接入的送端電網(wǎng)電壓頻率控制優(yōu)化模型

賈宏剛，邰克強(qiáng)，王 喆，嚴(yán) 歡，陳 晨，趙伯鉉

（1.國網(wǎng)陜西省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，陜西 西安 710075；2.西安交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西 西安710049；3.北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司，北京 100192）

0 引言

現(xiàn)階段，我國能源生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)等各個環(huán)節(jié)都在朝著實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)前進(jìn)[1]，[2]，而我國的能源中心和負(fù)荷分布卻呈逆向分布，這就使得大規(guī)模的新能源資源集群并網(wǎng)、大容量長距離交直流輸電成為滿足能源消費(fèi)需求[3]、清潔能源外送[4]、新能源消納等方面的重要渠道。因此，在風(fēng)電、光伏等新能源資源豐富的西北地區(qū)，建設(shè)有靈紹、天中、祁韶等大容量特高壓直流輸電系統(tǒng)及其周圍區(qū)域內(nèi)的大規(guī)模新能源資源集群[5]，[6]，一方面很好地滿足了上述能源消費(fèi)、外送的需求，另一方面，大規(guī)模的新能源資源集群并網(wǎng)對系統(tǒng)電壓、頻率等多方面穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的沖擊和影響，也使得系統(tǒng)內(nèi)傳統(tǒng)的同步機(jī)組、調(diào)相機(jī)組開啟數(shù)量減少，電網(wǎng)電壓、頻率動態(tài)調(diào)節(jié)及支撐能力降低，電網(wǎng)發(fā)生運(yùn)行故障的風(fēng)險(xiǎn)增加[7]，[8]。因此，須要研究含高占比、大規(guī)模新能源發(fā)電資源集群接入的送端電網(wǎng)電壓、頻率控制方法。

國內(nèi)外學(xué)者對交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率等穩(wěn)定控制方法進(jìn)行了大量研究。文獻(xiàn)[9]考慮風(fēng)、光等新能源發(fā)電機(jī)組出力的不確定性，研究了基于負(fù)荷擾動的送端電網(wǎng)出力動態(tài)優(yōu)化控制方法。文獻(xiàn)[10]針對送端電網(wǎng)的功角穩(wěn)定性問題，研究了考慮新能源出力波動性的送端電網(wǎng)功角魯棒優(yōu)化控制方法。文獻(xiàn)[11]分析了大規(guī)模新能源發(fā)電資源接入送端電網(wǎng)后系統(tǒng)頻率的變化響應(yīng)特性，并提出了考慮新能源發(fā)電參與的送端電網(wǎng)暫態(tài)頻率穩(wěn)定優(yōu)化控制方法。文獻(xiàn)[12]針對送端電網(wǎng)中的直流閉鎖故障問題，研究了含風(fēng)電并網(wǎng)下電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生直流閉鎖故障后系統(tǒng)電壓變化特性，并提出了考慮系統(tǒng)暫態(tài)電壓約束的送端電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。文獻(xiàn)[13]針對風(fēng)火打捆外送的送端電網(wǎng)系統(tǒng)，研究了在不同運(yùn)行方式、不同運(yùn)行階段下送端新疆-西北電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，并提出了考慮新能源消納能力提升的風(fēng)火打捆送端電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法。文獻(xiàn)[14]針對西北地區(qū)大送端電網(wǎng)頻率快速響應(yīng)控制的問題，分析了含新能源接入的西北電網(wǎng)頻率快速響應(yīng)需求，并提出了考慮多種調(diào)頻資源協(xié)調(diào)的送端電網(wǎng)頻率快速響應(yīng)控制方法。

但是，當(dāng)大規(guī)模新能源發(fā)電資源接入西北地區(qū)大送端電網(wǎng)后，由于新能源發(fā)電機(jī)組具有較弱的電壓、頻率、功角等多方面穩(wěn)定性調(diào)節(jié)能力，從而使得送端電網(wǎng)在分析和衡量運(yùn)行穩(wěn)定性能、故障后的暫態(tài)變化過程和控制方法須要考慮的影響因素更為繁雜。因此，現(xiàn)有一些送端電網(wǎng)的穩(wěn)定控制方法已不能很好地適應(yīng)含大規(guī)模新能源集群接入的交直流送端電網(wǎng)穩(wěn)定控制需求，這就須要結(jié)合西北地區(qū)送端電網(wǎng)的特性，對西北地區(qū)送端電網(wǎng)在受到故障或者新能源出力波動等大擾動影響后的電網(wǎng)暫態(tài)過程中的暫態(tài)電壓、頻率控制措施進(jìn)行更加深入的探討和分析。

本文提出一種考慮新能源集群接入的交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化方法。通過研究西北地區(qū)送端電網(wǎng)在發(fā)生某種擾動或故障后的電網(wǎng)電壓、頻率的變化過程，建立了含大規(guī)模新能源發(fā)電集群接入的送端電網(wǎng)頻率響應(yīng)模型、暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度模型、暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)模型，對交直流送端電網(wǎng)運(yùn)行特性進(jìn)行了分析研究?？紤]電網(wǎng)暫態(tài)電壓約束、頻率約束等條件，建立了交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型。最后，選取西北某地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，仿真驗(yàn)證了本文模型的有效性。

1 交直流送端電網(wǎng)模型及其運(yùn)行特性分析

1.1 交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率穩(wěn)定特性

西北地區(qū)送端電網(wǎng)作為典型的新能源發(fā)電資源豐富外送型電網(wǎng)，由多個大規(guī)模新能源發(fā)電基地及大容量特高壓輸電線路構(gòu)成，跨區(qū)域外送大容量功率，但系統(tǒng)內(nèi)存在較少的常規(guī)火電電源，系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱，系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性容易受到新能源出力波動性、交直流外送通道大功率故障、直流換相故障等的干擾，影響送端電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

以圖1所示的西北地區(qū)交直流送端電網(wǎng)示意圖為例，分析西北地區(qū)交直流電網(wǎng)電壓、頻率的變化特性，得到圖2、圖3所示的交直流外送通道直流換相故障時的送端電網(wǎng)頻率、電壓變化曲線。若網(wǎng)絡(luò)中的交直流外送通道發(fā)生直流換相故障，通道中換流站整流側(cè)易發(fā)生電壓短時大幅度波動，造成外送的有功功率發(fā)生突變，系統(tǒng)頻率波動，如圖2所示。在直流換相故障消失后，新能源外送有功功率逐步恢復(fù)，暫態(tài)過程中存在大量的無功功率，使得暫態(tài)過程外送有功、無功功率變化響應(yīng)不同步，系統(tǒng)電壓暫態(tài)穩(wěn)定性受到較大的影響，如圖3所示。因此，送端電網(wǎng)的電壓、頻率穩(wěn)定性與新能源輸出功率、通道外送功率變化有緊密的關(guān)系。

圖1 西北地區(qū)交直流送端電網(wǎng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the AC/DC transmission grid in the northwest

圖2 交直流外送通道直流換相故障時的送端電網(wǎng)頻率變化Fig.2 Frequency change of the sending grid during DC phase change fault of AC/DC outgoing channel

圖3 交直流外送通道直流換相故障時的西北某一地區(qū)電網(wǎng)電壓變化Fig.3 Voltage changes in a region of Northwest China during a DC phase change fault in an AC/DC outgoing channel

本文以圖4所示的含新能源發(fā)電資源集群接入的交直流送端電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖為例，開展交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制策略的研究，以降低新能源出力波動、外送通道運(yùn)行故障等問題對送端電網(wǎng)電壓、頻率穩(wěn)定性的影響，保持送端電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖4 含新能源發(fā)電資源集群接入的交直流送端電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.4 AC-DC transmission grid topology with clustered access to new energy generation resources

1.2 含大規(guī)模新能源發(fā)電集群接入的送端電網(wǎng)運(yùn)行特性分析模型

本文假定忽略交直流送端電網(wǎng)內(nèi)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)慣量對系統(tǒng)頻率的影響，且為了簡化分析計(jì)算，在對大規(guī)模大容量的新能源發(fā)電資源集群有功輸出功率進(jìn)行計(jì)算時忽略設(shè)備型號、容量等的影響，將新能源發(fā)電資源集群的有功輸出功率進(jìn)行等效，并簡化表示為

式中：PNEW為新能源發(fā)電資源集群輸出的有功功率；PNEW，m為新能源發(fā)電資源集群內(nèi)第m個發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率；nNEW為新能源發(fā)電機(jī)組的數(shù)量。

此時，考慮交直流送端電網(wǎng)內(nèi)新能源發(fā)電機(jī)組的頻率響應(yīng)特性，有：

式中：PNEW，f為新能源發(fā)電資源集群響應(yīng)系統(tǒng)頻率調(diào)整時的有功輸出；PNEW，e為新能源發(fā)電資源集群輸出的額定有功功率；ft為t時刻送端電網(wǎng)的頻率；fN為交直流送端電網(wǎng)的額定頻率；KNEW為新能源發(fā)電資源集群的頻率響應(yīng)因子。

將式（2）在f0點(diǎn)處進(jìn)行線性化，并進(jìn)一步可推導(dǎo)出：

式中：PNEW，0為新能源發(fā)電資源集群在系統(tǒng)頻率為f0時的有功輸出；ΔPNEW，f為新能源發(fā)電資源集群在系統(tǒng)頻率變化ΔfNEW時的有功輸出調(diào)整量。

由此可以看出，當(dāng)送端電網(wǎng)中頻率發(fā)生較大變化時，需要新能源發(fā)電資源集群調(diào)整其有功輸出，且當(dāng)送端電網(wǎng)發(fā)生故障、新能源出力波動、發(fā)電機(jī)組投切或交直流聯(lián)絡(luò)線開斷時，由此所導(dǎo)致的送端電網(wǎng)不平衡功率與頻率變化間的關(guān)系為

式中：ΔPSEND，f為送端電網(wǎng)不平衡功率；ΔPG，f為送端電網(wǎng)中的常規(guī)火電機(jī)組輸出功率的調(diào)整量；TG為常規(guī)火電機(jī)組的慣性常數(shù)。

同時，交直流送端電網(wǎng)的頻率響應(yīng)可以表示為

在送端電網(wǎng)發(fā)生故障、新能源出力波動、發(fā)電機(jī)組投切或交直流聯(lián)絡(luò)線開斷的同時，送端電網(wǎng)電壓也會發(fā)生較大波動。因此，可采用多二元表[12]將送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓響應(yīng)過程劃分為多個變化區(qū)域，并對每個變化區(qū)域賦予不同的權(quán)重，用于對上述過程中的送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓響應(yīng)過程進(jìn)行分析，進(jìn)而可以得到交直流送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度為

式中：UYSEND，i為交直流送端電網(wǎng)中第i條輸電母線暫態(tài)過程中的暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度；K為采用的多二元表數(shù)量；USEND，i（t）為t時刻第i條輸電母線的電壓；為交直流送端電網(wǎng)內(nèi)輸電母線額定電壓；tk和tK，t′k和分別為交直流送端電網(wǎng)暫態(tài)過程中電壓跌落進(jìn)入母線電壓響應(yīng)變化區(qū)域和恢復(fù)離開母線電壓響應(yīng)變化區(qū)域的時刻；αu，k，αu，K分別為母線電壓響應(yīng)變化中不同區(qū)域所占的權(quán)重，該值可依據(jù)送端電網(wǎng)中第i條輸電母線電壓處于臨界時進(jìn)行計(jì)算確定[15]。

根據(jù)式（6），按照不同輸電母線在交直流送端電網(wǎng)運(yùn)行過程中所具有的重要性，分別計(jì)算出送端電網(wǎng)中第i條輸電母線在暫態(tài)過程中的暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度。之后，可根據(jù)暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度的所有計(jì)算結(jié)果，取其中的最小值，記為交直流送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度。

同時，考慮到保障送端電網(wǎng)在受到故障、新能源出力波動等大擾動影響后，送端電網(wǎng)電壓仍能保持穩(wěn)定的目的，本文建立如式（7）所示的送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓恢復(fù)度指標(biāo)模型，用來描述送端電網(wǎng)受到故障、新能源出力波動等大擾動后的暫態(tài)過程中輸電母線電壓的恢復(fù)速率。

式中：URSEND，i為交直流送端電網(wǎng)中第i條輸電母線暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)；URSEND為交直流送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)；USEND，i（0）為交直流送端電網(wǎng)中第i條輸電母線跌落前的電壓；tq為交直流送端電網(wǎng)受到故障、新能源出力波動等大擾動的切除時刻；t'q為交直流送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓恢復(fù)度指標(biāo)計(jì)算的結(jié)束時刻。

2 交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型

在含大規(guī)模新能源發(fā)電集群接入的送端電網(wǎng)運(yùn)行特性分析的基礎(chǔ)上，以送端電網(wǎng)中的新能源發(fā)電集群、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組作為調(diào)節(jié)控制對象，對交直流送端電網(wǎng)中的新能源發(fā)電集群、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，研究考慮送端電網(wǎng)暫態(tài)運(yùn)行約束、暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束、頻率約束等約束條件的交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型。

2.1 優(yōu)化模型

本文以交直流送端電網(wǎng)的總調(diào)節(jié)控制成本最優(yōu)為目標(biāo)，建立交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)送端電網(wǎng)電壓、頻率的控制，具體如下：

式中：F1為交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型的優(yōu)化目標(biāo)；NNEW，NSTOR，NG分別為交直流送端電網(wǎng)中的新能源發(fā)電集群、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的數(shù)量；CNEW，m為新能源發(fā)電集群中第m個新能源發(fā)電機(jī)組的單位有功功率輸出調(diào)節(jié)控制成本；CSTOR，j為送端電網(wǎng)中第j個電池儲能站的單位功率調(diào)節(jié)控制成本；CG，n為送端電網(wǎng)中第n個常規(guī)火電機(jī)組的單位功率調(diào)節(jié)控制成本；PNEW，f，m，PSTOR，j，PG，n分別為新能源發(fā)電集群中第m個新能源發(fā)電機(jī)組、第j個電池儲能站、第n個常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出；γNEW，m，γSTOR，j，γG，n分別為新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志；βNEW，βSTOR，βG分別為新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的單位功率調(diào)節(jié)控制成本的權(quán)重。

2.2 約束條件

①交直流送端電網(wǎng)的潮流約束

式中：PLOAD，k，QLOAD，k分別為交直流送端電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)k處的負(fù)荷有功消耗和無功消耗；QNEW，f，m，QSTOR，j，QG，n分別為新能源發(fā)電集群中第m個新能源發(fā)電機(jī)組、第j個電池儲能站、第n個常規(guī)火電機(jī)組的無功輸出；θil為交直流送端電網(wǎng)的相角差；Gil，Bil分別為電網(wǎng)的電導(dǎo)、電納。

②交直流送端電網(wǎng)中的直流通道約束

式中：USEND，hz，USEND，nb分別為交直流送端電網(wǎng)中的直流通道換流站整流側(cè)電壓、逆變側(cè)電壓；Num為交直流送端電網(wǎng)中換流站內(nèi)換流器的橋數(shù)；ηh為交直流送端電網(wǎng)中的直流通道換流站的換流比；θh為關(guān)斷角；Rhz，Ihz分別為交直流送端電網(wǎng)中的直流通道換流站的等值電阻和直流輸出電流。

③新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組運(yùn)行約束

④新能源發(fā)電機(jī)組、常規(guī)火電機(jī)組的暫態(tài)運(yùn)行約束

式中：NAME表示位于交直流送端電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)組集群中的任一個發(fā)電機(jī)組，可分別從新能源發(fā)電機(jī)組、常規(guī)火電機(jī)組中任意選擇；分別為位于交直流送端電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組集群中的任一個發(fā)電機(jī)組的機(jī)械輸出功率和電磁輸出功率；ωNAME，gzi為新能源發(fā)電機(jī)組或常規(guī)火電機(jī)組的轉(zhuǎn)動角速度；TNAME為新能源發(fā)電機(jī)組或常規(guī)火電機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量；DNAME為新能源發(fā)電機(jī)組或常規(guī)火電機(jī)組的本體阻尼大?。沪豊AME，0為交直流送端電網(wǎng)的同步轉(zhuǎn)速；Δh為求解步長；下標(biāo)gzi表示交直流送端電網(wǎng)受到的擾動或故障。

⑤送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度和頻率約束

根據(jù)式（5）～（7）的分析，在優(yōu)化過程中，須計(jì)及送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度、頻率的約束條件，即：

式中：UYSEND，0為送端電網(wǎng)中第i條輸電母線暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度的設(shè)定閾值；χ為裕度系數(shù)，其值為1.0001～1.01；為送端電網(wǎng)暫態(tài)過程中的頻率變化量的最大值。

2.3 模型求解

通常，電網(wǎng)頻率、電壓控制時間尺度要小于電網(wǎng)優(yōu)化時間尺度，本文在差分進(jìn)化算法的基礎(chǔ)上，預(yù)先考慮某種交直流送端電網(wǎng)發(fā)生的擾動或故障類型，通過其控制參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)性調(diào)整和改進(jìn)，優(yōu)化算法過程和交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制方案。具體計(jì)算步驟如下。

①輸入交直流送端電網(wǎng)參數(shù)，確定各機(jī)組約束條件上、下限參數(shù)。

②初始化交直流送端電網(wǎng)中各新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出種群，同時可以預(yù)先設(shè)定一種交直流送端電網(wǎng)發(fā)生的擾動或故障類型，設(shè)定初始的進(jìn)化迭代次數(shù)GG為0，以GGmax表示算法中的最大進(jìn)化迭代代數(shù)。

③計(jì)算各新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出種群的初始適應(yīng)度函數(shù)，即針對有功輸出種群中的每個個體，按照預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)發(fā)生的擾動或故障類型，進(jìn)行一次暫態(tài)仿真求解，確定交直流送端電網(wǎng)暫態(tài)過程中的系統(tǒng)頻率、暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度、暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)中的部分參數(shù)的值，同時按照式（14）求解有功輸出種群個體的初始適應(yīng)度。

式中：fii（P）為交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型的不等式約束條件集；σcf為不滿足約束的懲罰系數(shù)。

④對交直流送端電網(wǎng)中各新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出種群進(jìn)行變異操作、交叉操作以及選擇操作。在進(jìn)行上述操作時，可以對變異操作、交叉操作的控制系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，達(dá)到提高模型求解收斂性和速率性的目的。

⑤判斷是否到達(dá)最大進(jìn)化迭代次數(shù)GGmax，且判斷是否滿足交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型的約束條件，若滿足條件，則輸出此時的新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出種群，作為交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化方案；反之，則轉(zhuǎn)至步驟②，重新進(jìn)行求解，直至得到滿足約束的交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化方案。

3 仿真分析

本文選定西北某個地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析。考慮到該地區(qū)電網(wǎng)受到系統(tǒng)電壓、頻率變化影響，假定該地區(qū)接入的常規(guī)火電機(jī)組有7臺參與到電網(wǎng)電壓、頻率穩(wěn)定控制調(diào)節(jié)中，同時考慮該地區(qū)具有大規(guī)模新能源發(fā)電集群接入，設(shè)定新能源發(fā)電集群總量為5 000 MW。另外，預(yù)先設(shè)定交直流送端電網(wǎng)發(fā)生故障類型為直流通道換流站出線發(fā)生三相短路故障，仿真步長設(shè)定為0.01 s，最大進(jìn)化迭代次數(shù)GGmax=30。

采用改進(jìn)差分進(jìn)化算法求解得到交直流送端電網(wǎng)中各新能源發(fā)電機(jī)組、電池儲能站、常規(guī)火電機(jī)組的有功輸出、端電壓結(jié)果如表1所示，同時求解得到的該地區(qū)電網(wǎng)外送功率和暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度、暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)結(jié)果如表2所示。圖5給出了兩種求解算法下交直流送端電網(wǎng)頻率變化結(jié)果，圖6給出了直流通道換流站出線發(fā)生三相短路故障后換流站輸電線電壓變化曲線。

表1 送端電網(wǎng)控制優(yōu)化方案Table 1 Optimization scheme of the transmission power grid

表2 送端電網(wǎng)外送功率及暫態(tài)指標(biāo)結(jié)果Table 2 The output power and transient index results of the transmission power grid

圖5 送端電網(wǎng)頻率變化Fig.5 Frequency change of the transmission power grid

圖6 換流站輸電線電壓變化Fig.6 Voltage variation of the transmission lines at converter stations

由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，采用改進(jìn)差分進(jìn)化算法求解得到的各常規(guī)火電機(jī)組和新能源發(fā)電集群有功輸出功率和暫態(tài)指標(biāo)結(jié)果較差分進(jìn)化算法求解結(jié)果更優(yōu)，送端電網(wǎng)在設(shè)定發(fā)生直流通道換流站出線發(fā)生三相短路故障下的暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度、暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)更優(yōu)，送端電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性更好，且改進(jìn)差分進(jìn)化算法求解下的送端電網(wǎng)中接入的新能源發(fā)電集群有功輸出更多，說明更有利于送端電網(wǎng)外送清潔、綠色的能源。

4 結(jié)束語

大規(guī)模新能源發(fā)電資源集群的接入，使得交直流送端電網(wǎng)在受到某種類型擾動或故障后，更容易出現(xiàn)頻率、電壓穩(wěn)定問題。為了保證交直流送端電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，建立了交直流送端電網(wǎng)頻率響應(yīng)模型、暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度模型、暫態(tài)電壓恢復(fù)速率指標(biāo)模型，并在此基礎(chǔ)上研究分析了交直流送端電網(wǎng)在故障發(fā)生后電網(wǎng)頻率、電壓變化特性。考慮電網(wǎng)總的調(diào)控成本和暫態(tài)運(yùn)行約束等條件，研究建立了一種考慮新能源集群接入的交直流送端電網(wǎng)電壓、頻率控制優(yōu)化模型，并通過搭建仿真模型進(jìn)行分析。仿真結(jié)果表明，本文提出的方法在送端電網(wǎng)換流站出線發(fā)生三相短路故障后，頻率和電壓變化幅度及恢復(fù)速率有明顯的改善，且新能源發(fā)電資源集群輸出功率較高，有效提升了交直流送端電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。