计及直流电网线路损耗的直流潮流控制器安装位置选择.pdf

第４４卷第１６期２０１６年８月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏ１Ｖ＿０１．４４Ｎｏ．１６Ａｕｇ．１６，２０１６Ｄ０Ｉ：１０．７６６７／ＰＳＰＣ１５１５１０计及直流电网线路损耗的直流潮流控制器安装位置选择李国庆，龙超，陈洪涛（１．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林１３２０１２：２．国网吉林省电力公司松原供电公司，吉林松原１３８０００）Ⅳ摘要：多端柔性直流电网内部潮流的分布控制遵循。＿１准则，即换流站可独立控制的支路数为换流站个数减去一。当直流电网支路数远多于＾Ｈ时会有多条支路不可控，而且换流站功率变化时也会影响到直流电网内部的潮流分布，这时可通过直流潮流控制器增加潮流控制自由度与换流站协调配合，保证支路潮流完全可控。验证了直流潮流控制器及换流站功率改变对电网内部潮流分布的影响，并验证了潮流控制器可以扩大直流系统换流站功率运行区间的作用。最后以四端五节点的直流电网为例，综合考虑各支路的安全裕度和直流系统的线路损耗，对比分析得出直流潮流控制器最优安装位置。关键词：多端柔性直流电网；直流潮流控制器；线路损耗；安装位置ＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｌｉｎｅ－ｌｏｓｓｏｆＤＣｇｒｉｄＬＩＧｕｏｑｉｎｇ，ＬＯＮＧＣｈａｏ，ＣＨＥＮＨｏｎｇｔａｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＤｉａｎｌｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｌｉｎ１３２０１２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｏｎｇｙｕａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，ＳｔａｔｅＧｒｉｄＪｉｌｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｏｎｇｙｕａｎ１３８０００，Ｃｈｉｎａ）—Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｃａｐａｂｉｌｉｔｙｉｎａｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｆｏｌｌｏｗｓＡＬ１ｒｕｌｅ．ｉｔｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｂｒａｎｃｈｅｑｕ￣ｓｔｏｃｏｎｖｅｒｔｅｒｎｕｍｂｅｒｍｉｎｕｓｏｎｅ．ＩｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｂｒａｎｃｈｅｓｉｎｔｈｅＤＣｇｒｉｄａｒｅｆａｒｍｏｒｅｔｈａｎＡＬ１，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｅｎｓｕｒｅａｌｌｂｒａｎｃｈｅｓｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃｏｎｖｅｎｅｒｐｏｗｅｒｗｉｌｌａｌｓｏａｆｆｅｃｔｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗ．ＴｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃａｎａｐｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｆｒｅｅｄｏｍ，ｃｏｏｐｅｒａｔｅｗｉｔｈｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓａｎｄｇｕａｒａｎｔｅｅａｌｌｂｒａｎｃｈｅｓｔｏｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃｏｎｖｅｎｅｒｐｏｗｅｒｏｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｆｌｏｗｉｎＤＣｇｒｉｄａｎｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｅｘｐａｎｄｔｈｅｒｅｇｉｏｎｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｕｒｔｈｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｉｎＤＣｇｒｉｄａｌｅｖｅｒｉｆ—ｉｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｍｅｓｈｅｄＶＳＣＨＶＤＣｇｒｉｄｗｉｔｈ４ｔｅｒｍｉｎａｌｓａｎｄ５ｂｒａｎｃｈｅｓ—ｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＤＣＰＦＣｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｂｒａｎｃｈｅｓａｎｄｔｈｅｌｉｎｅｌｏｓｓｏｆｔｈｅＤＣｇｒｉｄ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉＳｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａ１ＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１３７７０１６）．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍ；ＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＤＣＰＦＣ）；ｌｉｎｅｌｏｓｓ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎ０引言近年来高压直流输电技术在大容量远距离输电…和交流系统互联等方面展现出巨大优势。随着传统化石能源的日益枯竭与环境压力的不断增加，风光储等清洁型新能源快速发展，其输出功率具有的波动性、间歇性等特点使得传统电网结构、运行技术受到越来越多的限制与挑战，而通过柔性高压直流输电（ｖｓｃ．ＨＶＤＣ）技术，新能源实现了与交流系基金项目：国家自然科学基金项目（５１３７７０１６）统的平滑接入【２。Ｊ。ＶＳＣ成为解决新能源大规模并网的有效技术手段之一，这与ＶＳＣ．ＨＶＤＣ技术灵活、安全的运行特点，有功无功独立可控以及潮流反转时保持电压极性不变等特性有关【４曲Ｊ。正是由于与传统直流输电技术相比，ＶＳＣ在潮流反转时直流电流方向反转而直流电压极性不变，且没有换相失败等问题，因而有利于构成多端柔性直流输电ｆＶＳＣ．ＭＴＤＣ）系统【，Ｊ。多端柔性直流电网是由多个柔性换流站端经过直流网络互联组成的电力传输系统，具有网孔、直流端之间有多条冗余传输线路，能够实现新能源的．４４．电力系统保护与控制平滑接入，具有灵活、安全的潮流控制特性，是一种适应性更强的供电模式Ｌ１¨］。一个合理的直流电网系统应在未对输电线路进行限制时具备足够的潮Ⅳ流控制自由度。但根据Ｎ－１原理，含有个换流站的直流电网中可由换流站独立控制的支路数为Ⅳ＿１，超出人Ｌ１的支路潮流不可控而可能导致线路过负荷。因此，需要引入直流潮流控制器（ＤＣＰＦＣ）配合换流站控制各支路潮流，增加控制自由度¨Ｊ。近年来，关于ＤＣＰＦＣ的研究已在国内外展开。—文献『１５１６］提出了可变串联电阻器、ＤＣ／ＤＣ变换器和辅助电压源等潮流控制设备的拓扑结构并对不同类型的ＤＣＰＦＣ控制范围、控制效果、响应速度和运行损耗等进行了对比分析，最终得出辅助电压源在控制范围及控制效果等方面表现最佳的结论。文献［１７】提出基于晶闸管的ＤＣＰＦＣ，分析其工作原理并给出其控制流程，验证了控制效果。文献［１８］提出一种模块化多电平ＤＣＰＦＣ并与晶闸管型ＤＣＰＦＣ对比，验证了其由于晶闸管型ＤＣＰＦＣ的过电压穿越性能。文献【７】分析了ＤＣＰＦＣ对直流电网内部潮流分布的影响并在以保证所有支路运行于载流限值内为目标时提出了基于电流灵敏度的ＤＣＰＦＣ安装位置确定方法。本文以附加电压源型ＤＣＰＦＣ为例，通过研究换流站节点运行功率改变对支路电流分布的影响及支路电流过载可能引发的严重后果，说明了多端直流电网加装ＤＣＰＦＣ的必要性；对比加装ＤＣＰＦＣ前后直流系统换流站节点合理运行区间的大小展示了ＤＣＰＦＣ控制支路潮流之外的附加效果；最后以各支路不过载和最小线路损耗为目标选择ＤＣＰＦＣ安装位置。１直流电网在图１（ａ）所示三端直流输电系统中，换流站Ｔ和Ｔ２为定有功功率运行模式，换流站Ｔ３运行于定直流电压模式。在换流站Ｔ】和Ｔ２之间增加一条输电线路Ｌ１２，构成图ｌ（ｂ）所示的三端直流电网。这样使得Ｔ１的功率增加了由Ｌ１２一Ｌ２３输送至的途径。各支路参数见表１。（ａ）２条支路ｆｂ１３条支路图１三端直流输电系统Ｆｉｇ．１３－ｔｅｒｍｉｎａｌＭＴＤＣ表１三端系统参数Ｔａｂｌｅ１Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ３－ｔｅｒｍｉｎａｌｓｙｓｔｅｍ节点模式Ｐ￣ＭＷ支路长度／Ｑ限值，ｋＡＫｍ１Ｐ２００Ｌ１２３３０４０．４２Ｐｌ００Ｌｌ３４１３５Ｏ．８７３Ｖ——Ｌ２３２４８３０．４４换流站的直流电压设定为２５０ｋＶ，换流站Ｔ１和Ｔ２注入直流电网的有功功率分别为２００Ｍｗ和１００ＭＷ。两条线路和三条支路的直流输电系统的潮流分布见表２。可见在增加支路Ｌ１２后分担了一部分支路Ｌ１３的功率，从节点Ｔ１经由支路Ｌ１２、Ｌ２３输送至节点。表２潮流计算结果１１ａｂｌｅ２ＰｏｗｅｒｆｌＯＷｒｅｓｕｌｔｓ在直流系统中，仅由节点电压和支路电阻便可以求解各支路的电流。各支路电流的等式为＝—ＩＬ２３：ＵＴ２－－～ＵＴ３（１）一百＝式中：１、２、３分别为各换流站节点的电压；１３、２３、１２分别为各支路的电流；风１３、ＲＬ２３、风２分别为各支路的电阻值。根据上式可以获得交流系统经由换流站Ｔ１和Ｔ２注入直流系统的有功功率尸Ｔ１、２。一李国庆，等计及直流电网线路损耗的直流潮流控制器安装位置选择．４５．｛ＰＴ１：２芒｜＋１一蒜Ｇ２＋ＵＴ３［Ｇ１ＵＴ３］］＋去］＋㈩尸Ｔｌ，ＭＷ图２三端直流系统功率运行区间Ｆｉｇ．２Ｒｅｇｉｏｎｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒ３－ｔｅｒｍｉｎａｌＭＴＤＣ形成直流电网后，各换流站相互配合维持系统的稳定运行，但换流站仅能控制交流侧与直流系统交换的功率，而无法控制直流系统内部潮流在各支路的分配。随着新能源的不断发展，势必会造成多点供电、多点受电的直流网架结构，在电力系统规划过程或者实际运行中换流站功率的调整，都会对系统内部潮流在各线路间的分布产生影响。以图ｌ（ｂ１所示系统为例，研究换流站功率改变对直流电网内部各支路电流分布的影响情况，换流站Ｔ２的功率由一２５０Ｍｗ变化至２５０Ｍｗ时系统内部各支路电流的变化趋势见图３。１２００１０００８００６００≤１３８０—２００４ｏ０００ＰＴ２／ＭＷ图３三端直流系统功率运行区间Ｆｉｇ．３Ｒｅｇｉｏｎｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒ３－ｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣ可见，当换流站运行功率改变，直流电网内部各支路的电流也会发生变化。随着直流电网换流站端点的增多，换流站运行功率的变化会对各支路电流带来更复杂的影响。而可由换流站独立控制的支路数仅为换流站个数减去一，为防止直流电网中某条支路因过载而切除运行，致使相邻支路相继切除甚至导致换流站的切除而威胁到电力系统的安全运行，引入ＤＣＰＦＣ增加直流电网潮流的控制自由度，实现直流电网内部潮流分布的完全可控［１引。在直流电网规划阶段、运行阶段以及新的换流站端接入阶段都可以通过潮流计算分析功率在直流电网内部各支路的分布情况，并且根据实际运行控制需要选择安装和调节ＤＣＰＦＣ。２潮流控制器２．１辅助电压源型ＤＣＰＦＣ本文基于辅助电压源型ＤＣＰＦＣ展开研究。辅助电压源型ＤＣＰＦＣ即为一个输出电压幅值和方向可根据控制需求决定的电压源，其原理图可用图４表示，其中为附加电压源的输出电压值。图４附加电压源Ｆｉｇ．４Ｔｏｐｏｌｏｔｙｏｆｓｅｒｉｅｓｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅ附加电压源可通过图５所示的晶闸管整流器得以实现，由交流侧获取能量经整流后输出直流电压调节潮流分布。此类型附加电压源原理与直流电网主换流站相同，所以其中的晶闸管也可用ＩＧＢＴ替换，即用一个单端ＶＳＣ换流站代替Ｌ１孓＂Ｊ。由于直流电网中工作电压为数百千伏而支路电阻仅为几欧姆，线路压降的些许改变就会引起支路电流的大幅变化，所以附加电压源的容量相对于换流站来说是很小的，通常附加电压源的电压输出值取额定电压的４－２．５％已足够满足控制需求］。）；。Ｉ）交流系统Ｊ１＼＝＝＝＝＝’』～＼晶闸管附加电压源图５晶闸管附加电压源Ｆｉｇ．５ＴｈｙｒｉｓｔｏｒｔｙｐｅｏｆＤＣＰＦＣ２．２控制作用等效在研究附加电压源产生的控制效果时也可以将其外特性用图６所示的理想变压器模型代替。图中是一次侧与二次侧电压的比值，即变压器变比。通过调整控制信号，改变变比的值，从而改变线路压降，最终使电流、功率在各支路之间重新分配。≥∈上ｆ、．．４６．．电力系统保护与控制图６理想直流变压器模型Ｆｉｇ，６ＩｄｅａｌＤＣｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ３运行于定有功功率模式，系统各节点、各支路的Ｕ，运行参数见表３。这里理想变压器等效变比的公式见式（３），其中是换流站电压，是附加电压源的输出电压值。—Ｍ：ｕ，＋—ｖｃ（３）Ｕｆ当在图１（ｂ）系统的支路ＬＩ２上安装ＤＣＰＦＣ后各支路电流公式为ＩＬｌ３－－—：：ＵＴ—２－－ＵＴ３（４）一，，一—Ｔｌ—坦一对于定有功功率控制运行的换流站Ｔ１、Ｔ２，加装ＤＣＰＦＣ后注入有功功率为］＝去＋Ｍ２卜等＋惫］＝嘲去＋去卜等＋同样，可以得到加装ＤＣＰＦＣ之后换流站的合理运行区间如图７。加装ＤＣＰＦＣ后换流站的合理运行区间比两条支路及３条支路明显增大。２００１５Ｏ１０Ｏ５００５ＯｌＯＯｌ５Ｏ２００———４００３００２００１０００１Ｏ０２００３００４００Ｐｒｉ／ＭＷ图７三端直流系统功率运行区间Ｆｉｇ．７Ｒｅｇｉｏｎｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒ３－ｔｅｒｍｉｎａｌＭＴＤＣ３计及线路损耗的ＤＣＰＦＣ安装位置选择以图８所示四端、五支路的直流电网为例，直流系统中通常由一个或几个换流站控制直流电压，维持直流系统电压为２３０ｋＶ；其余换流站控制有功功率，运行在定有功功率控制模式。该算例系统中，换流站４运行于定直流电压控制模式，换流站１、２、图８算例系统Ｆｉｇ．８Ｃａｓｅｓｔｕｄｙｓｙｓｔｅｍ表３系统参数Ｔａｂｌｅ３Ｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ节点模式Ｐ￣ＭＷ支路长度／／Ｑ限值／ｋｍＡ１ＰｌＯ０Ｌ１２７５１．ＯＳ１８５００２ＰｌＯＯＬ１４４５２．３１３９５００３Ｐ～１６ＯＬ２３６ＯＯ．５ｌ０９５００４Ｖ——Ｌ２４７５０．６０ｌ５００Ｌ３４４５１．２０２５００系统正常运行时各换流站节点电压、支路电流（首端指向末端）、各支路载流利用率及安全裕度见表４。其中支路Ｌ２３的载流利用率最高为９０．９％，安全裕度仅为９．１％，很有可能出现过载被切除运行而危及直流系统乃至交流系统的安全运行。为此，通过安装ＤＣＰＦＣ配合换流站的控制，避免上述情况发生。表４系统正常运行潮流分布Ｔａｂｌｅ４ＰＦｒｅｓｕｌｔｓｉｎｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ节点电压／ｋＶ支路电流，Ａ利用率／裕度／％％１２３０．３７Ｌ１２２７２．８５４．６４５．４２２３０．０９Ｌ１４１６１．６３２，３６７７３２２９．８５Ｌ２３４５４．３９０．９９．１４２３０．００Ｌ２４２５３．４５０．７４９．３Ｌ３４－２４１．５４８．３５１．７求解ＤＣＰＦＣ处于不同安装位置时各支路电流关于控制参数Ｍ的灵敏度，见表５。灵敏度数值的“”大小代表控制参数Ｍ增大１时支路电流的改变量（单位为ｋＡ）；灵敏度的符号代表支路电流随控制≥＼李国庆，等计及直流电网线路损耗的直流潮流控制器安装位置选择．４７．参数Ｍ的变化趋势。由于正常工作时各支路的电流２５００限制在一５００～５００Ａ，结合表５中电流灵敏度的数值大小可知，参数进行０．００１～０．０１的调整，即ＤＣＰＦＣ输出几百伏特或上千伏特的辅助电压值，就能够满足控制需求。１０００表５正常运行时ＤＣＰＦＣ不同配置位置电流灵敏度…２ｏｏｏＴａｂｌｅ５Ｃｕｒｒｅｎｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｎｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｌ１ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌＯＣａｔｉｏｎｏｆＤＣＰＦＣ在保证直流系统中各支路运行在载流限值以内的前提下对参数Ｍ进行调整，选择Ｍ调整最小的支路作为ＤＣＰＦＣ安装支路时安装支路选择为支路Ｌ２３或Ｌ３４。如图９，以安装在支路Ｌ２３为例，各支路电流随着连续变化的趋势见图１０。可见调整电压型ＤＣＰＦＣ的理想变比直流系统内部的潮流在各支路之间的分布情况得到了调整。同时也可以看出，参数仅由０．９９变化至１．０１，支路电流的变化达到数干安培，即ＤＣＰＦＣ输出很小的辅助电压就能够引起支路电流的剧烈变化。当考虑直流系统的线路损耗时，ＤＣＰＦＣ安装于不同支路直流系统线损随着参数Ｍ的变化趋势图见图１１。当ＤＣＰＦＣ分别安装于不同支路时，由直流系统的线路损耗随参数的变化曲线可见，当ＤＣＰＦＣ未参与调节（１）时直流系统的线路损耗最小，无论参数Ｍ增大或减小都会导致系统线损增大。图９安装ＤＣＰＦＣ后的算例系统Ｆｉｇ．９ＣａｓｅｓｔｕｄｙｓｙｓｔｅｍａｆｔｅｒｉｎｓｔａｌｌｉｎｇＤＣＰＦＣ＼～１．ｏｏ０Ｍ图１０各支路电流随理想变比的变化趋势图Ｆｉｇ．１０ＤｉａｇｒａｍｏｆｂｒａｎｃｈｃｕｒｒｅｎｔｔｒｅｎｄａｌｏｎｇｗｉｔｈＭ图１１线损随Ｍ变化Ｆｉｇ．１１Ｌｉｎｅ－ｌｏｓｓｆｉｅｎｄｗｉｔｈＭｗｈｅｎＤＣＰＦＣｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｌｉｎｅｓ由于支路Ｌ１２和Ｌ１４、支路Ｌ２３和Ｌ３４的电流灵敏度及线路损耗曲线相同，所以仅选择支路Ｌ１２、Ｌ３４及Ｌ２４三条支路进行对比。以将支路Ｌ２３的载流利用率降为８０％为例，分别讨论ＤＣＰＦＣ安装在支路Ｌ１２、Ｌ３４及Ｌ２４三条支路时的参数调整情况和线路损耗。调整前后支路潮流分布情况分别见表６、表７和表８。表６ＤＣＰＦＣ安装于Ｌ１２时调整Ｌ２３利用率为８０％Ｔａｂｌｅ６ＡｄｊｕｓｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆＬ２３ｔｏ８０％ｗｈｅｎＤＣＰＦＣｉｎＬ１２表７ＤＣＰＦＣ安装于Ｌ３４时调整Ｌ２３利用率为８０％Ｔａｂｌｅ７ＡｄｊｕｓｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆＬ２３ｔｏ８０％ｗｈｅｎＤＣＰＦＣｉｎＬ３４．．４８．．电力系统保护与控制表８ＤＣＰＦＣ安装于Ｌ２４时调整Ｌ２３利用率为８０％Ｔａｂｌｅ８ＡｄｊｕｓｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆＬ２３ｔｏ８０％ｗｈｅｎＤＣＰＦＣｉｎＬ２４可见ＤＣＰＦＣ安装于支路Ｌ１２、Ｌ３４或Ｌ２４都可以通过参数调整，按需求输出辅助电压，从而达到调整支路电流的目的。安装于支路Ｌ１２时，参数Ｍ的调整量为一０．００３６４，辅助电压为８３７．２Ｖ，调整后直流系统的线路损耗为０．４９２８ＭＷ；安装于支路Ｌ３４时，参数Ｍ的调整量为一０．０００３３６，辅助电压为７７．３Ｖ，调整后直流系统的线路损耗为０．３０５４ＭＷ；安装于支路Ｌ２４时，参数Ｍ的调整量为０．０００３７，辅助电压为８５．１Ｖ，调整后直流系统的线路损耗为０．３０７５ＭＷ。结合表５，ＤＣＰＦＣ安装于支路Ｌ２３（Ｌ３４）时的电流灵敏度数值大小为安装于支路Ｌ１２（Ｌ１４）时的ｌ０．８５倍，ＤＣＰＦＣ输出辅助电压值相差十多倍。对比表６和表７，较之安装于支路Ｌ１２，安装于支路Ｌ３４时ＤＣＰＦＣ以更小的输出电压获得了更好的调节效果，并且在调节之后的线路损耗更小，可知支路Ｌ２３（Ｌ３４）更适合选作ＤＣＰＦＣ的安装支路。同样，经过对比可知支路Ｌ２４比支路Ｌ１２（Ｌ１４）更适合安装ＤＣＰＦＣ。对比ＤＣＰＦＣ安装于支路Ｌ２３和Ｌ２４时的情形，调整支路Ｌ２３载流利用率为８０％，ＤＣＰＦＣ的调整量为一０．０００３３６、０．０００３７；输出电压值为７７．３Ｖ、８５．１ｖ；调整后直流系统的线路损耗为０．３０５４ＭＷ、０．３０７５Ｍｗ，可见二者调整特性极为接近。要在支路Ｌ２３和Ｌ２４之间选择更为合适的ＤＣＰＦＣ安装位置，可以通过对不同特性参数加权优化，确定ＤＣＰＦＣ的安装位置。由于系统４个换流站可独立控制支路数为３，要满足所有支路潮流可控时需要安装的ＤＣＰＦＣ个数为１～２个。可以按照以上步骤进行第二个ＤＣＰＦＣ安装位置的选取。４结论本文首先验证了换流站功率的改变对直流电网内部潮流分布的影响，进一步印证了引入直流潮流控制器增加直流电网潮流控制自由度的必要性。其中换流站功率与支路电流的变化趋势图可以为直流电网规划、运行以及新能源发电厂的扩建提供依据。其次，验证了直流潮流控制器扩大换流站功率运行区间的作用。最后以四端五支路的直流电网为例，以各支路不过载和直流系统最小线路损耗为目标确定了直流潮流控制器的最优安装位置。参考文献［１］任敬国，李可军，刘合金，等．基于改进定有功功率控制特性的ＶＳＣ．ＭＴＤＣ系统仿真［Ｊ】．电力系统自动化，２０１３，３７（１５）：１３３－１３９．ＲＥＮＪｉｎｇｇｕｏ，ＬＩｎｅｊｕｎ，ＬＩＵＨｅｊｉｎ，ｅｔａ１．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｆｅａｔｕｒｅｓＶＳＣ－ＭＴＤＣｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１３，３７（１５）：１３３－１３９．［２］ＤＥＳＰＯＵＹＳＯ．ＯｆｆｓｈｏｒｅＤＣｇｒｉｄｓ：ｉｍｐａｃｔｏｆｔｏｐｏｌｏｇｙｏｎｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌ［Ｃ］／／ｌＯｔｈＩＥＴＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡＣａｎｄＤＣＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ：ＩＥＴ，２０１２：１－６．［３］谭涛亮，张尧．计及直流控制方式转换和换流变变比调整的交直流潮流算法研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１１，３９（１）：４０－４５．ＴＡＮＴａｏｌｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｏ．ＳｔｕｄｙｏｎＡＣ／ＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｏｆＤＣｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｒａｔｉｏ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（１）：４０４５．［４］赵静，赵成勇，孙一莹，等．模块化多电平直流输电联网风电厂时的低电压穿越技术［Ｊ］．电网技术，２０１３，３７（３）：７２６・７３３．ＺＨＡＯＪｉｎｇ，ＺＨＡＯＣｈｅｎｇｙｏｎｇ，ＳＵＮＹｉｙｉｎｇ，ｅｔａ１．Ｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｒｉｄｅ－ｔｈｒｏｕｇｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｗｉｎｄｆａｒｍｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｐｏｗｅｒｄｖｉａＭＭＣ－ｂａｓｅｄＨＶＤＣＷａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，３７（３）：７２６－７３３．［５］任敬国，李可军，赵建国，等．基于Ｊｖ＿１准则ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统稳态调控方案ｆＪ１．电力自动化设备，２０１３，３３（２）：７４－８０．—ＲＥＮＪｉｎｇｇｕｏ，ＬＩＫｅｊｕｎ，ＺＨＡＯＪｉａｎｇｕｏ，ｅｔａ１．Ｓｔｅａｄｙ—ｓｔａｔｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆＶＳＣＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＮ－１ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２０１３，３３（２）：７４－８０．［６］王磊，李兴源，李宽，等．伪双极ＬＣＣ．ＶＳＣ型混合高压直流输电系统向无源网络供电的研究［Ｊ］．电力系统—保护与控制，２０１５，４３（２１）：２７３３．ＷＡＮＧＬｅｉ，ＬＩＸｉｎｇｙｕａｎ，ＬＩＫｕａｎ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆ—ｐｓｅｕｄｏｂｉｐｏｌａｒＬＣＣＶＳＣｈｙｂｒｉｄＨＶＩＸ￣ｓｙｓｔｅｍｓｕｐｐｌｙｉｎｇｐａｓｓｉｖｅｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，４３（２１）：２７－３３．［７］李国庆，龙超，孙银锋，等．直流潮流控制器对直流电网的影响及其选址［Ｊ］．电网技术，２０１５，３９（７）：１７８６．１７９２．李国庆，等计及直流电网线路损耗的直流潮流控制器安装位置选择一４９－ＬＩＧｕｏｑｉｎｇ，ＬＯＮＧＣｈａｏ，ＳＵＮＹｉｎｆｅｎｇ，ｅｔａ１．ＩｍｐａｃｔａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｎＤＣｇｒｄ【Ｊ】．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，３９（７）：１７８６＿１７９２．［８］丁明，田龙刚，潘浩，等．交直流混合微电网运行控制策略研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１５，４３（９）：１－８．ＤＩＮＧＭｉｎｇ，ＴＩＡＮＬｏｎｇｇａｎｇ，ＰＡＮＨａｏ，ｅｔａ１．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｈｙｂｒｉｄＡＣ／ＤＣｍｉｃｒｏｇｉｒｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，４３（９）：１－８．［９］汤广福，罗湘，魏晓光．多端直流输电与直流电网技术［Ｊ】＿中国电机工程学报，２０１３，３３（１０）：８－１７．ＴＡＮＧＧｕａｎｇｆｕ，ＬＵＯＸｉａｎｇ，ＷＥＩＸｉａｏｇｕａｎｇ．Ｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＤＣｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［ｓ１．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１３，３３（１０）：８－１７．［１０］王义军，张玉，张作霖．典型－４－６６０ｋＶＨＶＤＣ系统建模与运行仿真研究［Ｊ］．东北电力大学学报，２０１３，３３（１／２）：８０．８３．ＷＡＮＧｖｉｊｕｎ，ＺＨＡＮＧＹｕ，ＺＨＡＮＧＺｕｏｌｉｎ．Ｔｙｐｉｃａｌ￣６６０ｋＶＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＤｉａｎｌｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１３，—３３（（１／２）：８０８３．［１１］吴彦维，李晔，陈大鹏，等．１００００Ｍｗ特高压直流工程受端分层接入交流电网方式下直流控制系统研究［Ｊ］—电力系统保护与控制，２０１５，４３（１８）：１０８１１３．ＷＵＹａｎｗｅｉ，ＬＩＹｅ，ＣＨＥＮＤａｐｅｎｇ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒ１００００ＭＷＵＨＶＤＣｓｔａｔｉｏｎＢｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｔｏＡＣｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１５，４３（１８）：１０８１１３．［１２］许烽，徐政，刘高任．新型直流潮流控制器及其在环网式直流电网中的应用［Ｊ］．电网技术，２０１４，３８（１０）：２６４４．２６５０．ＸＵＦｅｎｇ，ＸＵＺｈｅｎｇ，ＬＩＵＧａｏｒｅｎ．ＡｎｅｗｔｙｐｅｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｍｅｓｈｅｄＤＣｇｒｉｄｓ［Ｊ】．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，３８（１０）：２６４４．２６５０．［１３］龙超，李国庆，孙银锋，等．基于等效注入功率法的含直流潮流控制器的直流电网潮流计算方法研究［Ｊ］．智能电网，２０１５，３（３）：２０８．２１３．ＬＯＮＧＣｈａｏ，ＬＩＧｕｏｑｉｎｇ，ＳＵＮＹｉｎｆｅｎｇ，ｅｔａ１．ＰｏｗｅｒｆｌｏｗｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＤＣｇｒｉｄｗｉｔｈＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｐｏｗｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＳｍａｒｔＧｒｉｄ，２０１５。３（３）：２０８．２１３．文劲宇，陈霞，姚美齐，等．适用于海上风场并网的混合多端直流输电技术研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，—２０１３，４１（２）：５５６１．ＷＥＮＪｉｎｙｕ，ＣＨＥＮＸｉａ，ＹＡＯＭｅｉｑｉ，ｅｔａ１．Ｏｆｆｓｈｏｒｅ—ｗｉｎｄｐｏｗｅｒｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｈｙｂｒｉｄｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙ￣ｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（２）：５５－６１．ＶＥＩＬＬＥＵＸＥ，ＯＯＩＢＴ．Ｐｏｗｅｒｆｌｏｗａ—ｎａｌｙｓｉｓｉｎｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｇｒｉｄ［Ｃ】／／ＩＥＥＥ／ＰＥＳＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＥｘｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＳＣＥ）．Ｐｈｏｅｎｉｘ，ＡＺ：ＩＥＥＥ，２０ｌ１：１－７．ＶＡＮＨＥＲＴＥＭＤ，ＶＥＲＢＯＯＭＥＮＪ，ＰＵＲＣＨＡＬＡＫ，ｅｔａ１．ＵｓｅｆｕｌｎｅｓｓｏｆＤＣｐｏｗｅｒｆｌｏｗｆｏｒａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ［Ｃ］／／Ｔｈｅ８ｔｈＩＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡＣａｎｄＤＣＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．ＩＥＴ＿２００６：５８－６２．ＶＥＩＬＬＥＵＸＥ，ＯＯＩＢＭｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｗｉｔｈｔｈｙｆｉｓｔｏｒｐｏｗｅｒ－ｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＯＦｔＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２０１２，２７（３）：１２０５－１２１２．许烽，徐政．一种适用于多端直流系统的模块化多电平潮流控制器［Ｊ］．电力系统自动化，２０１５，３９（３）：９５－１０２．ＸＵＦｅｎｇ，ＸＵＺｈｅｎｇ．Ａｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｐｏｗｅｒｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１５，３９（３）：９５．１０２．收稿日期：２０１５－０８－２５；—修回日期：２０１５－１００８作者简介；李国庆（１９６３－），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力系统的安全性与稳定性分析、控制与决策、配电—系统自动化；Ｅｍａｉｌ：ＬＧＱ＠ｍａｉｌ．ｎｅｄｕ．ｅｄｕ．ｃｎ龙超（１９８８－），男，硕士研究生，研究方向为柔性直流输电系统建模与仿真分析；Ｅ．ｍａｉｌ：ｌｏｎｇｚｏｕｄａｏｋｏｕ＠１２６．ｔｏｍ陈洪涛（１９７２－），另，工程师，研究方向为电力系统规划、运行与控制。（编辑魏小丽）刚ｎｎｎｎ