基于双回路交直流同线输电方式的线路增容研究.pdf

第４１卷第６期２０１３年３月ｌ６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｖｏ１．４１ＮＯ．６Ｍａｒ．１６．２０１３基于双回路交直流同线输电方式的线路增容研究柯广，易灵芝，周诗霞，王书颢，何东（１．湘潭大学信息工程学院，智能计算与信息处理教育部重点实验室，湖南湘潭４１１１０５２．中国地质大学机电学院，湖北武汉４３００７４）摘要：针对高压远距离输电最大输送功率主要受制于静态稳定性的特点，通过分析交直流同线输电系统输送功率和功角之间的关系，得出利用直流输电系统的快速可控性来应对负荷的扰动，可提高系统的稳定裕度，间接增加线路的输送容量；并讨论了两侧交流系统有效短路比和稳定性之间的关系。同时分析出在电压电流满足一定的规则条件下，无需改变现有线路结构，在交流输电线路中注入直流实现交直流的同线传输，可大幅度地节省投资和运行成本。Ｍａｔｌａｂ仿真实验验证了这一方案的可行性和有效性。关键词：线路增容；ｚｉｇｚａｇ变压器；交直流同线输电；高压直流输电；直流偏磁Ｓｔｕｄｙｏｆｃａｐａｃｉｔｙ－－ｉｎｃｒｅａｓｅｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣ・・ＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｄｏｕｂｌｅｃｉｒｃｕｉｔＡＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅＫＥＧｕａｎｇ，ＹＩＬｉｎｇ．ｚｈｉ，ＺＨＯＵＳｈｉ．ｘｉａ２，ＷＡＮＧＳｈｕ．ｈａｏ，ＨＥＤｏｎｇｆ１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｉｎｇ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０５，Ｃｈｉｎａ；２．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉＳｍａｉｎｌｙｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒａｎｄｐｏｗｅｒａｎｇｌｅ．ｗｅｆｉｎｄｔｈａｔｕｓｉｎｇｔｈｅｆａｓｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆＤＣｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｔｏｒｅｓｐｏｎｄｔｏｌｏａｄｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｍａｒｇｉｎｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｘｐａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ．ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｒａｔｉｏａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｏｔｈｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅＡＣｓｙｓｔｅｍｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｔｉＳｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｉＳｎｏｎｅｅｄｔｏｃｈａｎｇｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｆＤＣｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｓａｔｉｓｆｙｃｅｒｔａｉｎｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｒｕｌｅｓ．Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｓｔｈａｖｅｂｅｅｎｄｒａｓｔｉｃａｌｌｙｓａｖｅｄｂｙｔｈｅｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ—ＡＣＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，Ｍａｔｌａｂｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｎｅｃａｐａｃｉｔｙｅｘｐａｎｓｉｏｎ；Ｚｉｇｚａｇｔｍｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣ－ＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ＨＶＤＣ：ＤＣｂｉａｓ中图分类号：ＴＭ７１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－３４１５（２０１３）０６－００２５－０７０引言随着智能电网研究的深入，交直流同线输电作为一种新的输电方式，正受到越来越多的关注。交直流同线输电方式无需架设新的线路，可大大减少输电成本『】１，同时弥补直流输电线路中不易抽取电“”能的缺陷，是挖潜现有输电线路、提高输送能力的一种有效途径。文献［２］给出了交直流同线输电系统的两种结构，分别采用绝缘变压器和附加变压器将直流注入基金项目：湖南省自然科学基金（１１ＪＪ８００４）；湖南省教育厅（１ＯＡ１１４、１１ＺＤ００９、ＪＧ２０１１Ａ０１２）交流系统。通过绝缘变压器的中性点将直流注入交流系统会引起变压器的直流偏磁问题，过大的直流偏磁使变压器铁芯饱和趋于严重，漏磁增加，谐波含量增加，励磁电流畸变；通过附加变压器注入直流，则需要增加一台变压器并在交流侧加电容以进行隔直，增加了设备的投资。文献［３】论证了在配电网中交直流同线输电比传统输电方式有更小的无功损耗和电压降落。文献［４．８】指出交直流同线输电方式可改善系统的稳定性抑制系统振荡。课题组通过在Ｚｉｇｚａｇ变压器的中性点注入直流，有效应对因直流引起的磁饱和问题；分析高压交直流同线输电输送总功率和传输角之间的关系，得出通过改善输电线路的暂态稳定性，增加了输电．２６．电力系统保护与控制线路的稳定裕度，间接提高线路输送容量的结论，并可推算同线输电方式下的最佳传输角。１交直流同线输电１．１输电机理双回路交直流同线输电的基本结构如图１所示［９－１０】，直流功率经ｌ２脉波整流桥整流后，由Ｚｉｇｚａｇ变压器二次侧的中性点注入到交流输电线路，在线路的另一端再经Ｚｉｇｚａｇ变压器的中性点将直流滤出，通过１２脉波逆变桥将再次其转换为交流。正常情况下，交流在Ｚｉｇｚａｇ变压器内部和三相输电线之间传输；直流则在Ｚｉｇｚａｇ变压器二次侧和输电线路上传输，并通过另一对称输电线或地构成回路，这样在输电线中实现了交直流功率的共同传输。直流功率被平均分配到三相输电线中，且三相导线之间的线电压恒定不变。平波电抗用于抑制直流纹波和交流侧的零序电流、三次及整数倍的谐波电流。图１双回路交直流同线输电基本结构Ｆｉｇ．１ＢａｓｉｃｓｃｈｅｍｅｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣ－ＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ｂ１相量图分析图２Ｚｉｇｚａｇ变压器接线图和向量图Ｆｉｇ．２ＷｉｒｉｎｇｄｉａｇｒａｍａｎｄｖｅｃｔｏｇｒａｍｏｆＺｉｇｚａｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＺｉｇｚａｇ变压器是交流和直流的接口，绕组联结如图２（ａ）所示【ｌｌｊ，副边为曲折形联结，相量图见图２ｆｏ），以ａ相为例进行分析，设绕组ＴＡ、Ｔ１、Ｔａ２∞的匝数分别为ｃｏ１、ｃｏ２、３，副边电动势为Ｅａ＝Ｅａ１＋Ｅａ２：Ｅａ１ｅ。＋Ｅａ２ｅＪ６。其中ｅａ。和同相，和Ｙ反相，且√ｅａ＝＋Ｅ＋１２（１）原边电压满足ｅＡ＝３１／＝３／（２）设移相角为ｙ，则ｓｉｎ（－￣一／ｓｉｎ（导＋＝／（３）∞当ｇＯ：＝３时，由其接线方式可得ｉａ（ｔ）＝ｉｂ（ｔ）＝ｆｃ（ｆ）（４）因此，在Ｚｉｇｚａｇ变压器的二次侧对零序电流或直流是阻抗很低的通路。根据变压器磁势平衡有＋ｒｏ：Ｉ＇ａｌ＋＝０（５）当在副边绕组的中性点上注入直流时，同一铁芯上的两个绕组的直流磁势相互抵消，从而避免了因直流引起的磁饱和现象和一次侧励磁电流的畸变，减小了漏抗［］。１．２输电模型当整流器采用定电流控制、逆变桥采用定熄弧角控制时，可得到双回路交直流同线输电线路的等效电路（见图３），其中虚线部分为交流回路。忽略输电线路和变压器的直流电阻，交流部分的电压、电流、有功、无功满足下列关系【９】：乓＝Ａ＋（６）＝ｃ，Ｒ＋（７）＋Ｊ０ｓ：一等十＝等＋等其中，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ为线路通用参数。忽略输电线和变压器上的交流电阻，的电压、电流、功率之间关系为（８）（９）直流部分厶＝（１０１Ｒ／３Ｒ）ｏ』一～ＩＵＪ＋一ｉＰｄｉ＝ｉＩｄ，＝（１１）其中：和Ｒｏ分别为整流侧和逆变侧的换相电阻；和分别为触发延迟角和熄弧超前角；和柯广，等基于双回路交直流同线输电方式的线路增容研究．２７．图３交互流ｌ司线输电的等效电路Ｆｉｇ．３Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｉ分别为整流桥和逆变桥理想空载时的内电势；、尸ｄ分别为整流侧和逆变侧有功功率。所需无功功率和有功功率的关系为＝ｔａｎＯｒ（１２）１ｃｏｓｏｒ＝＠Ｅｃｏｓａ＋ｃｏｓ（ａ＋／４）］Ｑｄｉ＝ｉｔａｎ（１３）１ＣＯＳ＝￣［ｃｏｓ＋ｃｏｓ（ｙ＋，ｕｉ、／－］ｌ，Ｊ其中：、分别为整流侧和逆变侧的换相叠弧角；、Ｑｄｉ分别为整流和逆变侧无功功率。整流侧总有功功率和无功功率、逆变侧总有功功率Ｐｎ和无功功率关系为＝Ｐｓ＋Ｑｓ＝Ｑｓ＋Ｐｎ＝＋Ｑｎ＝ＱＲ＋（４）线路损耗的功率为尸Ｌ＝（Ｐｓ＋）一（ＰＲ＋ｉ）（１５）２两侧交直流系统稳定性分析直流换流站可以看作是具有一些特殊性能的交流网络负荷。取直流系统和交流系统的基准功率为额定直流功率ＰｄＮ；直流系统和交流系统的基准电压分别为额定直流电压ＵｄＮ和换流母线额定电压。则直流系统特性可描述为［１４］＝ＣＵＺ［ｃｏｓ２ｙ－ｃｏｓ（２７＂＋２，ｕ）（１６）Ｑｄ＝ｃｕ２［２Ｚ＋ｓｉｎ２７－ｓｉｎ（２ｙ＋２，ｕ）］（１７）＝—ＫＵ［ｃｏｓｃｏｓ（ｙ＋，ｕ）］（１８）＝／（１９）Ｃ０ｓ一ｃ０ｓ（（２０）ｓｉｎ一ｎ（＋）］（２）Ｑｃ＝Ｕ（２２）一＝０（２３）＋一＝０（２４）其中：为换流站交流母线电压；Ｂ。为交流滤波器和无功补偿电容的等效导纳；ＩＺｌＺＯ为交流系统等效阻抗；Ｅ为交流系统等效电动势；Ｃ和Ｋ为与换流变压器参数及与直流系统基准值有关的常数。根据判据，直流输送功率下电压稳定指标ＶＳＩ定义为‰ＶＳＩ－［ｄＵ＋ｄＵ一ｄＵｒ△．△△Ｑｄ１（２５）△△。△局晶。当ＶＳＩ＞０时，换流母线电压静态稳定；当ＶＳＩ＜０时，母线电压静态不稳定。对式（１８）、式（２２）、式（２３）两边求全微分得ＡＱｄ＝２ＣＵ［２＃＋ｓｉｎ２７＇－ｓｉｎ（２７＂＋２，ｕ）］ＡＵ＋２ＣＵ。［１一ｃｏｓ（２ｙ＋２＃）１Ａ／２＋（２６）２ＣＵ［ｃｏｓ２７一ｃｏｓ（２ｙ＋２／－ｔ）］Ａｒ△２ｉｎｉｎ（△）］一。．（２７）１删ｃ０ｓ（△Ｑｃ＝２ＢｃＵＡＵ（２８）再对式（１７）、式（１９）、式（２１）、式（２４）两边取全微分得＝２ＣＵ［ｃｏｓ２７－ｃｏｓ（２７＋２／ｔ）］ＡＵ＋２ＣＵ２ｓｉｎ（２ｙ＋２／０］Ａ／．ｔ＋（２９）２ＣＵ２［ｓｉｎ（２ｙ＋２／０－ｓｉｎ２ｙ］Ａ７．２８－电力系统保护与控制△—△厶＝Ｋ［ｃｏｓｃｏｓ（＋）】＋ＫＵｓｉｎ（７，＋，ｕ）Ａ，ｕ＋（３０）ＫＵ［ｓｉｎ（７＋）一ｓｉｎｒ］ａｒ亩ｏｓｏｓ＋ｆ３１１１△ｓｉｎ（＋）一。＝０（３２）相对应于本控制方式下的控制方程为ｊ，：川ｆ３３１ｌＡｙ＝０、将式（３３）分别代入式（３０）、式（３２）、式（２６）、式（２７）、式（２８）、式（２５）可得ＶＳＩ，＿＋４ＣＵ一２Ｂ＋ｌｚｌｓｉｎ（８＋）４ＣＵ［ｃｏｓ（７，＋）一ＣＯＳ７，］ｃｏｓ７，ｃｏｓ（６＋０）．ｓｉｎ（８＋、—４ＣＵ［ｓｉｎｓｉｎ（７，＋）］ＣＯＳ（３４）根据有效短路比的定义嬲南５根据上述基准值的取法，当系统运行于额定状态时，有，ｌ，Ｐｄ＝ｌ，并取Ｃｆ＝１．５３［，０＝－９０。。ＶＳＩ（ＥＳＣＲ＋一）＋伽（３６）设换流站设备参数为固定值，额定工况下换流器消耗的无功功率全部由滤波器和并联电容器补偿，将运行参数代入式（３６）可得知：当ＥＳＣＲ＞Ｉ．１８时，ＶＳＩ＞０换流站母线电压静态稳定，反之，不稳定。３直流注入规则在机械结构的设计和计算方面，直流架空线路与交流架空线路并没有显著差别；在电气方面，直流架空线路存在电晕效应、绝缘配合、电磁环境影响等方面的不同ｆ１，因此，在考虑直流注入规则时应主要从以上三个方面进行研究。设流过输电线的直流电流为Ｉｄ＝Ｘ／ｔｂ，其中为导线允许的温升电流，若设流过输电线的交流电流为，则实际流过每根输电线的电流为●●———————ｒＩ＝、２＋（／３）则Ｉａ＝ｘ／（９一）／３（３７）设ｂ为未注入直流时相电压，Ｕｄ为直流电压大小，为注入直流后相电压，则每相导线对地电压极值为＝√４２ｂ＝Ｕｄ＋２（３８）由式（３８）可知：注入直流后，单根输电线周围的电场也为一含有直流部分的按正弦变化的交变电场。考虑到直流线路的爬电比距为交流线路的两倍，应满足：ＵｄＵｐｂ／４２。另一方面，为了不影响现有交流断路器的使用，电流在每周期内应至少一次过零点，故叠加的直流电流应满足Ｉｄ３４２１．（３９）取Ｕｄ＝尼ｂ，有：ｆ４０１—Ｐａ。３。ｂＩＣＯＳ０ｃｏｓｏ，ｇＸ则由以上各关系可推知００ｋ／２单位功率因数下注入功率和直流电压电流之间的关系可见图４。在满足线路电气特性的条件下，随着ｋ和Ｘ的增大，注入的直流功率所占比重也越来越大，且在单位功率因数下直流注入功率最大可达交流功率的１．２倍。图４功率变化曲线Ｆｉｇ．４Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆ。／ｗｉｔｈｋａｎｄ纯交流输电时，线路输送的总功率只和单根输电线流过的相电流ｈ分别为３ｓｉｎ／Ｘ０１）ｈｈｓｉｎ（４／２）／Ｘ（４２）４２Ｏ８６４２１１１ＯＯＯ０柯广，等基于双回路交直流同线输电方式的线路增容研究．２９一其中，为线路的传输角。对于高压输电线路，限制其输送能力的因素主要是静态稳定裕度。为了保持较大的静态稳定裕度，输电线路允许的传输角一般取为２５。～３０。。交直流同线输电时，线路总传输功率Ｐｍｔａｌ＝＋＝３２ｓｉｎ８２／Ｘ＋２Ｕｆｌｄ（４３）也即：堑＋警［ｃｏｓ２ｏｃ－ｃｏｓ（２（４４）Ｌ－厶／ＬＴ由式（４４）可知：当系统受到扰动时，可通过快速改变换流器触发角控制直流侧功率，来消除对交流部分的影响，因此可使功角运行在较大值（８０ｏ）【６Ｊ，间接提高了交流系统的暂态稳定性，增加线路输送容量。由式（２０）～式（２３）可得。ｔ。ｌ＝ｉ！±：堡二ｉ！！：（４５）Ｘ令鲁＝可州。输电线路增加的传输功率ＤＤＡＰ％＝—×１００％ｆ４６）ｔａｌ４仿真与分析４．１理论计算以某一４５０ｋｍ双分裂导线（４００ｋＶ，５０Ｈｚ）为例，线路参数］：ｚ＝０．０３２５２＋ｊ０．３３０８６￣／ｋｒｎ，Ｙ＝ｊ３．３３７９７ｘ１０一Ｓ／ｋｍ，单根导线的载流能力Ｉ＝Ｏ．９ｋＡ，Ｉｔｈ＝１．８ｋＡ。纯交流输电时，Ｐｔ咖ｌ＝１０７４．７ＭＷ（６＝３０￣），Ｉｐｈ＝ｏ．８０３ｋＡ；交直流同线输电时，Ｕａ＝１２０ｋＶ，Ｕｄ＝１６０ｋＶ，由式（４１）－式（４６）得理论计算结果（见表１以及线路传输总功率和功角之间的关系。表１理论计算结果Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ４．２仿真验证在Ｍａｔｌａｂ仿真平台上，搭建三相双回路输电线路模型（如图５所示），进行了相关仿真实验。交流部分由两个容量分别为５００ｋＶ，５０００ＭＶＡ、３４５ｋＶ，１００００ＭＶＡ的等效系统，通过对称的Ｚｉｇｚａｇ变压器＊Ｈ４５０ｋｍ输电线组成，采用上述线路参数。直流注入部分采用高压直流输电模型，正常运行条件下，整流器维持恒定电流，逆变器运行在恒定熄弧角以维持足够的换相裕度。从０．１ｓ开始注入直流电流给线路充电，０．３ｓ时电流指令达Ｎｏ．１ｐｕ，０．４８ｓ达到１ｐｕ，见图６（ａ）。Ｚｉｇｚａｇ变压器励磁电流波形见图６（ｂ），可知在直流注入前后励磁电流未发生畸变只是在注入直流后幅值上稍有变化ｌＪ。目曰目ｃ。ｎｔｒ。ＩＲａｅｎｃｄｔｌｆＰｉｅｒ。ｆｔｅｃｔＩ。ｎＭａ｝ｔｅｒｅ。ｎｔｒ。ｌｃ。ｎｔｒ。ｌＩａｒｉｎｖｅｄｒｔＰｏｒｒ。ｔｅｃｔｌ。ｎ图５双回路交直流同线输电仿真模型—Ｆｉｇ．５ＳｉｍｕｌｉｎｋｍｏｄｅｌｏｆｄｏｕｂｌｅｃｉｒｃｕｉｔｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ电力系统保护与控制瀣回蠖｛删０．００１０．２０３０４０．５０６０７０．８０．９１０ｓ（ｂ）注入直流前后Ｚｉｇｚａｇ变压器励磁电流波形图６部分仿真实验波形（３０。）Ｆｉｇ．６Ｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓ（＝３０。）设定传输角６０。，１．２Ｓ时在系统２侧突加三相负载，单回输电线路功率波形和直流功率波形变化分别如图７（ａ）、图７（ｂ）所示。ｌＯ芝５糌０×１０８：Ｌ０４０．６０８１．０１．２ｌ４１６ｌ＿８２０ｔ（ａ）阶跃负荷时单回路输电线路交流功率×１Ｏ０１５害１０５Ｏ：一—Ｊ～；ｒＱｄ一０．５０７０９１．１ｌ－３１．５ｌ＿７ｌ９ｔ／ｓ（ｂ）阶跃负荷时单回路输电线路直流功率图７交直流功率变化波形Ｆｉｇ．７Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆａｃｔｉｖｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ由图７交流侧和直流侧功率变化曲线可知，负荷扰动时，通过直流侧输出功率的快速改变，消除交流输电线路的功率波动，提高了线路的稳定性。设定Ｚｉｇｚａｇ变压器二次侧和直流母线参考电压分别为１２０ｋＶ和１６０ｋＶ，仿真结果见表２。表２仿真结果Ｔｌａｂｌｅ２Ｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓ４．３结果比较比较表１和表２，从图８可以看出：仿真结果和理论计算结果相吻合，验证了交直流同线输电方式通过提高输电线路暂态稳定性可间接地提高线路输送能力。且所能输送的最大功率下对应的传输角处于５０。～６Ｏ。之间。………‘……………一：∞孝………‘………’……８０卜寸寸ｌ；…………………………７０｝．．一卜一一－－｜＿＇一ｉｓ。……｝－．＿．・・匿垂霎墨］ｓｏ————５）图８结果比较Ｆｉｇ．８Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓ５结论交直流同线输电，较好地解决了高压交流输电中输送功率受制于稳定极限的问题，最大限度地发挥了输电走廊资源，增加了输电线路的输送容量并大幅度节省投资和运行成本；并为研究输电线路融冰技术、城市低压配电网增容和配合新能源的接入奠定了基础。参考文献—［１］ＢａｓｕＫＫｈａｎＢＨ．ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣＤＣｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｉｖｉｓｉｏｎ，２００１，８２：３２．３５．［２］崔晓丹，于继来．配电网交直流同线馈送方式［Ｊ］．电机与控制学报，２００７，１８（１）：６－１１．——ＣＵＩＸｉａｏｄａｎ，ＹＵＪｉｌａｉ．ＴｈｅｗａｙｏｆＡＣａｎｄＤＣｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙａｌｏｎｇｔｈｅｓａｒｎｅｆｅｅｄｅｒｌｉｎｅｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｃｈｉｎｅｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００７，１８（１）：６－１１．［３］崔晓丹，于继来．配电网交直流同线馈送方式的潮流分析［Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２００６，１８（６）：５９．６９．—ＣＵＩＸｉａｏ－ｄａｎ，ＹＵＪｉｌａｉ．ＰｏｗｅｒｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓｏｆＡＣａｎｄＤＣｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙａｌｏｎｇｔｈｅｓａｍｅｆｅｅｄｅｒｌｉｎｅｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＵ－ＥＰＳＡ，２００６，１８（６）：５９－６９．［４］ＢａｓｕＫＮａｅｅｍＭＨ．ＳｔａｂｉｌｉｔｙｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｂｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣ－ＤＣｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＩＣＥＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ，２００９，６（１２）：８１８－８２３．［５］Ｖ．ｊａｙＭｔｍｉＶ＇ｍｏｄｉｔｈａＫｕｍａｒＳｗａｍｙＤ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ０５Ｏ１ＯＯ柯广，等基于双回路交直流同线输电方式的线路增容研究．３１．ｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙｂｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣ－ＤＣｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１１．２（４）：１－６．［６］ＫｈａｎＢＨ，ＢａｓｕＫＳｔａｂｉｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｂｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡＣ－ＤＣｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＲｅｓｅａｒｃｈ，２００８，７８：７５６－７６４．［７］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．２００４．［８］ＲｏｈａｎＬｕｃａｓ，ＮａｌｉｎＰａｈａｌａｗａｔｈｔｈａ，ＵｄａｙａＡｎｎａｋｋａｇｅ，ｅｔａ１．ＡＣ・ｓｍａｌｌｐｏｗｅｒｄｃｈｙｂｒｉｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ】．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０００（５６）：９－１５．’［９］ＢａｓｕＫＰＫｈａｎＢＨ．Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｙｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅｃｉｒｃｕｉｔａｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓａｃ．ｄｃｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｃ］／／ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＤｒｉｖｅｓＳｙｓｔｅｍｓ，ＫｕａｌａＬｕｍｐｕｒ，Ｍａｌａｙｓｉａ，２００５：９７２－９７６．［１０］商立群，秦娜．带并联电抗器同杆双回输电线路故障特性研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１１，３９（９）：１７－２０．ＳＨＡＮＧＬｉ－ｑｕｎ，ＱＩＮＮａ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆａｕｌｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅｃｉｒｃｕｉｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓｈｕｎｔｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（９）：１７－２０．—［１１］周鹏，郭忠文．Ｚｉｇｚａｇ变压器的建模与应用［Ｊ］．电力自动化设备，２００７，２７（１２）：９３．９５．ＺＨＯＵＰｅｎｇ，ＧＵＯＺｈｏｎｇ－ｗｅｎ．ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＺｉｇ－ｚａｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００７，２７（１２）：９３－９５．［１２］李泓志，崔翔，卢铁兵，等．变压器直流偏磁的电路一磁路模型［Ｊ］．中国电机工程学报，２００９，２９（２７）：１ｌ９．１２５．ＬＩＨｏｎｇ－ｚｈｉ，ＣＵＩＸｉａｎｇ，ＬＵＴｉｅ－ｂｉｎｇ，ｅｔａ１．ＥｌｅｃｔｒｉｃｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｃｏｍｂｉｎｅｄｍｏｄｅｌｏｆＤＣｂｉａｓｅｄｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００９，２９（２７）：１１９－１２５．［１３］李贞，李庆民，李长云，等．直流偏磁条件下变压器的谐波畸变特性【Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２４）：５２．５５．—ＬＩＺｈｅｎ，ＬＩＱｉｎｇ－ｍｉｎ，ＬＩＣｈａｎｇｙｕｎ，ｅｔａ１．ＨａｒｍｏｎｉｃｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｏｆＡＣｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｃａｕｓｅｄｂｙＤＣｂｉａｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２４）：５２－５５．［１４］王康，刘崇茹，韩民晓，等．兼顾稳定性与经济性的交直流系统直流落点选择方法［Ｊ］．电力系统自动化，—２０１１，３５（２４）：７３７８．ＷＡＮＧＫａｎｇ，ＬＩＵＣｈｏｎｇ－ｒｕ，ＨＡＮＭｉｎ－ｘｉａｏ，ｅｔａ１．ＡｍｅｔｈｏｄｏｆｓｅｌｅｃｔｉｎｇＤＣｌｉｎｋｓｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｔＡＣｌｏｃａｔｉｏｎｓｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｙａｔｏｎｃｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１１，３５（２４）：７３－７８．［１５］王峰，徐政，薛英林，等．高压直流输电换流变压器参数确定方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１１，３９（２２）：９８．１Ｏ７．ＷＡＮＧＦｅｎｇ，ＸＵＺｈｅｎｇ，ＸＵＥＹｉｎｇ－ｌｉｎ，ｅｔａ１．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｅｒｔｒａ’ｎｓｆｏｒｍｅｒＳｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（２２）：９８－１０７．［１６］ＭａｒｅｎｅＬａｒｒｕｓｋａｉｎＤ，ＩｎｍａｃｕｌａｄａＺａｍｏｒａ，０ｉｈａｎｅＡｂａｒｒａｔｅｇｕｉ，ｅｔａ１．ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＡＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅｓｉｎｔｏＤＣｌｉｎｅｓｔｏｕｐｇｒａｄｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，８１（７）：１３４１．１３４８．［１７］张启平，钱之银．输电线路实时动态增容的可行性研究［Ｊ】．电网技术，２００５，２９（１９）：１８．２１．ＺＨＡＮＧＱｉ－ｐｉｎｇ，ＱＩＡＮＺｈｉ－ｙｉｎ．Ｓｔｕｄｙｏｎｒｅａｌ・ｔｉｍｅｄｙｎａｍｉｃｃａｐａｃｉｔｙ－ｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２９（１９）：１８－２１．［１８］党克，张晓宇，张峰，等．变压器直流偏磁的仿真研究—［Ｊ］．电网技术，２００９，３３（２０）：１８９１９２．—ＤＡＮＧＫｅ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏｙｕ，ＺＨＡＮＧＦｅｎｇ，ｅｔａ１．ＳｉｍｕｌａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｎｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｗｉｔｈＤＣｍａｇｎｅｔｉｃｂｉａｓｉｎｇ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，３３（２０）：１８９－１９２．收稿日期：２０１２－０５－１２作者简介：柯广（１９８５一），男，硕士研究生，从事新能源发电系统和直流输电技术研究；Ｅ．ｍａｉｌ：ｋｅｇｕａｎｇｍａｉｌ＠１６３．ｔｏｍ易灵芝（１９６６一），女，教授，从事新能源发电等研究。