广域多类型可再生能源发电直流汇集及柔性直流输电系统协调控制

Renewable energy power generation network and consumptive has been a global focus on solving the problem of energy field. The influx of large-scale renewable energy and connected to the electricity grid by VSC-HVDC is effective means to achieve renewable energy remote transmission and consumptive. The DC Influx of wide area multi-type renewable energy has new dynamic characteristics, so the operation control strategy of VSC-HVDC meeting the renewable energy power fluctuation characteristics needs to be reestablished, and the coordinated control strategy of renewable energy power generation – VSC-HVDC transmission network with strong coupling is urgently to be solved. This project aims at the complex AC / DC hybrid system, which is composed of the DC Influx of wide area multi-type renewable energy by VSC-HVDC, carry out the characteristics analysis of DC influx input power, the optimal operation control for VSC-HVDC network under power fluctuation of renewable energy generation, the interaction mechanism of the system, and the research of control method to improve the renewable energy generation and VSC-HVDC network fault crossing performance, and set up the real-time digital physical hybrid simulation platform of photovoltaic power generation, wind power and energy storage system connected to the grid by VSC-HVDC. Solving the coordinated control problem of economic stable operation for the influx of large scale renewable energy power generation by VSC-HVDC and long distance transmission system.

可再生能源发电联网及消纳一直是全球能源领域着手解决的重点问题。通过柔性直流输电网络将大规模可再生能源汇集并接入电网，是实现可再生能源远距离外送和消纳的有效手段。广域范围内大规模多类型可再生能源的直流汇集功率具有新的动态特性，满足可再生能源发电波动特性的柔性直流输电网络运行控制策略需要重新建立，可再生能源发电-柔性直流输电网络强耦合作用下的协调控制策略亟待解决。本项目针对广域范围内大规模多种类型可再生能源通过柔性直流输电网络直流汇集联网的复杂交直流混联系统，开展直流汇集注入功率的特性分析、可再生能源发电功率波动下柔性直流网络的优化运行控制、系统交互影响机理、以及提高可再生能源发电和直流输电网络故障穿越性能调控方法的研究，并建立含光伏发电、风电和储能系统经柔性直流输电联网的实时数字物理混合仿真平台。解决大规模可再生能源发电通过柔性直流输电网络汇集联网的系统经济稳定运行协调控制问题。

可再生能源发电联网及消纳一直是全球能源领域着手解决的重点问题。通过柔性直流输电网络将大规模可再生能源汇集并接入电网，是实现可再生能源远距离外送和消纳的有效手段。光伏、风电等新能源发电波动性给系统运行控制带来了困难，为提高新能源发电与直流输电系统运行的经济性，需要设计新的潮流优化控制策略；含大量电子电力元件和动态元件的系统故障分析及故障分量求解需要新的方法；为提高系统稳定性，需要设计控制策略提高系统穿越能力。.为此，项目从装备与系统的特性分析与建模、系统优化调度方法、系统故障交互影响特性分析和故障分量解析计算方法、直流电网短路电流抑制方法、提高系统故障穿越能力的协调控制策略等方面开展研究，建立了装置与系统的模型，获得了发电单元、换流器控制单元与系统的特性，提出了故障电气风力解析计算方法和故障电流抑制控制方法，提出了提高系统故障穿越能力的协调控制策略。.通过研究，建立了反映新能源发电出力波动性、相关性和互补性的时空互补特性分析方法；建立了新能源发电单元、直流输电换流器及直流网络的数学模型。建立了交直流网络潮流计算模型，提出了含新能源发电、柔性直流输电网络的系统潮流多目标优化控制模型及求解计算方法。分析了交直流系统能量传递的规律，建立了故障后系统的导通路径及等效电路，提出了故障电流解析计算方法。提出了短路故障后通过改变子模块投入数量的换流器控制策略，降低了故障后直流电流上升率、以及直流电流峰值。提出了提高风电机组与柔性直流换流器协调控制策略，减少了故障后发电单元与输送网络间的功率不平衡，提高了新能源发电直流外送系统的故障穿越能力。提出了新能源发电、柔性直流输电装备与系统分析仿真的数字物理混合仿真接口算法，设计阻抗实时匹配、延时补偿控制方法，提高了仿真系统的稳定性和精确性。