考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电压穿越控制参数优化_林伟芳.pdf

第 47 卷 第 4 期 电 网 技 术 Vol.47 No.4 2023 年 4 月 Power System Technology Apr.2023 文章编号：1000-3673（2023）04-1323-08 中图分类号：TM 721 文献标志码：A 学科代码：47040 考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电压穿越控制参数优化林伟芳1，任晓钰1，张桂红2，雷雨1，赵源上1，张祥成2（1中国电力科学研究院有限公司，北京市 海淀区 100192；2国网青海省电力公司经济技术研究院，青海省 西宁市 810008）Optimization of Voltage Ride-through Control Parameters of Renewable Energy Considering Power Angle Stability and Transient Overvoltage LIN Weifang1,REN Xiaoyu1,ZHANG Guihong2,LEI Yu1,ZHAO Yuanshang1,ZHANG Xiangcheng2(1.China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing 100192,China;2.Economic and Technological Research Institute of State Grid Qinghai Electric Power Company,Xining 810008,Qinghai Province,China)1ABSTRACT:There has been an increasing trend for the installed capacity of renewable energy in China year by year.With the increasing proportion of renewable energy in the power system,the impact of renewable energy on the stability of the power system is becoming more prominent.In order to alleviate the instability caused by renewable energy,the renewable energy is generally delivered combined with thermal power units.When AC or DC faults occur,the thermal power units at the DC transmission end are prone to power angle instability,and the converter station at the DC sending end and the renewable energy units are prone to transient overvoltage.The researches show that the optimization of renewable energy unit parameters may alleviate the power angle instability of the DC sending end and the transient overvoltage of the converter station and generator end.Based on the PSASP simulation,by qualitatively studying the influence of control parameters of the renewable energy units during the high/low voltage ride-through on the power angle and the transient overvoltage at the DC transmission end,this paper puts forward the principle and idea of parameter optimization of the renewable energy units,and verifies its rationality by simulation according to the actual power grid situation.KEY WORDS:DC transmission;angle stability;transient overvoltage 摘要：我国新能源装机量逐年增加，随着新能源在电力系统 基金项目：国网青海省电力公司科技项目：“青海新型电力系统新能源极限接入规模量化评估技术研究”。Project Supported by Science and Technology Project of State Grid Qinghai Electric Power Company:“Research on Quantitative Evaluation Technology of Renewable Energy Limit Access Scale of Qinghai New Power System”.中的比例不断提升，新能源对于电力系统的稳定影响也更加突出。为缓解新能源带来的不稳定性，新能源一般搭配火电机组外送，当发生交直流故障时，风光火打捆外送直流送端的火电机组易出现功角失稳，直流送端换流站以及新能源机端易出现暂态过电压。研究表明，对新能源控制参数进行优化可以缓解直流送端功角失稳和直流送端换流站以及新能源机端的暂态过电压。基于 PSASP 仿真定性研究了新能源机组在高/低压穿越期间的控制参数对直流送端功角和暂态过电压的影响，提出了新能源机组参数优化原则及思路，并根据实际电网情况仿真验证了其合理性。关键词：直流输电；功角稳定；暂态过电压 DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2022.0098 0 引言 在我国“碳达峰、碳中和”战略目标下，构建新型电力系统已成为电力行业的发展目标，以风电、光伏为主的新能源发展潜力大、技术成熟度高，预计到 2030 年，我国风电、光伏发电总装机容量将达到 12 亿 kW，成为我国第一大电源1-2。由于我国新能源资源远离负荷中心，且新能源对电力系统的支撑能力较弱，大规模新能源基地往往搭配火电机组，即风光火打捆后通过特高压交直流外送至负荷中心，这已成为我国新能源外送的典型模式，如锡盟泰州特高压直流、陕西武汉特高压直 流等3-5。风光火打捆后通过特高压交直流外送模式下，当发生直流故障或送端近区交流故障时，直流送端换流站和新能源机端极易出现暂态过电压，同时由于送端存在同步机组以及交流通道，故障后的功角1324 林伟芳等：考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电压穿越控制参数优化 Vol.47 No.4 稳定问题也十分突出。仿真计算发现，锡盟泰州特高压直流、陕西武汉特高压直流故障后的送端系统同时存在功角稳定、暂态过电压问题，成为制约直流输电能力以及新能源消纳水平的关键因素。目前，已有一些针对新能源对功角稳定以及暂态电压的影响研究。文献6-9考虑了送端新能源发电和火电配置比例对功角稳定的影响，探讨了风电、火电和直流系统间的交互作用，从仿真角度分析了功角失稳现象。文献10对风火打捆直流外送系统的暂态稳定性进行研究，分别针对功角稳定和暂态过电压问题提出了控制策略。文献5分析了风电火电不同切机控制方式对风火打捆交直流外送系统功角稳定性的影响，提出了切机控制策略。文献11-14针对直流送端暂态过电压问题从不同角度提出了不同的解决措施。但目前的研究主要从仿真的角度，单独针对风光火打捆外送系统，对功角稳定或暂态过电压问题，提出控制策略，对二者之间的相互影响研究较少。本文简要分析了风光火打捆交直流外送系统送端同步机功角稳定、暂态过电压机理，在此基础上，仿真研究了新能源高/低电压穿越期间控制参数对功角稳定及暂态过电压的影响，并在同时满足功角稳定和有效抑制送端暂态过电压的需求下，提出了新能源高/低穿越期间控制参数的优化原则及思路。1 风光火打捆交直流外送系统的功角稳定、暂态过电压 1.1 功角稳定 风光火打捆交直流外送系统的简化电路如图 1所示。图中：1M、2M分别为火电机组 1、火电机组2 的转动惯量，i为火电发电机功角，GiP为火电机 1M1GP2GPPW21WP1E12M2E23M3GP3E31x2x3x45x13GP12GPDCPACP1U2U3U4U5U新能源新能源火电火电 图 1 某地区简化电路 Fig.1 Simplified circuit diagram in a certain area 组送出有功功率，WiP为新能源发电送出有功功率，DCP为直流联络线上的有功功率，iU为母线电压，ix、ijx为电抗。根据同步稳定理论，可得式(1)和式(2)。因14、25，联立式(1)(2)可得式(3)。211G1W1W2245DC4545dd sin()MPPPtU UPx(1)24522G245245dsin()dU UMPxt(2)2G1G2W1W22121DC4511245d()()d11()sinPPPPMMMtPU UMMMx(3)式中：G1G2W1W2121()()PPPPMMM为等效机械功率；DC451124511()sinPU UMMMx为等效电磁功率。由此可见，故障期间的WiP越大，即新能源在高/低电压穿越期间发出的有功功率越多，等效机械功率增大，直流送端机组加速越快，加速面积增大，对功角稳定不利；当直流故障(单/双极闭锁、换相失败等)或交流外送线路发生 N1 故障时，等效电磁功率减小，使得直流送端机组加速，加速面积增大，对功角稳定越不利。1.2 暂态过电压 直流送端暂态过电压制约特高压直流输电能力。影响直流送端暂态过电压主要因素有：换流站无功不平衡、直流控制参数、新能源控制参数、短路比等15-18。送端电网在故障过程中的无功功率过剩是导致暂态过电压的直接原因，通过合理调整直流、新能源控制参数以及改善送端电网结构、提高送端交流系统的短路比都有利于解决送端电网在故障过程中出现的无功过剩问题，进而达到抑制送端暂态过电压的目的。与传统发电单元相比，新能源机组具备高/低电压穿越特性，即可以对新能源机组高/低穿越期间的有功功率、无功功率进行控制。文献19指出新能源机组高/低穿越期间的控制参数对暂态过电压有明显影响。总体来说，低电压穿越期间发出的无功功率越多、高电压穿越期间吸收的无功功率越多，对暂态过电压的抑制作用越明显。通过调整新能源机组高/低穿越期间的控制参数，改变电压穿越期间的有功功率、无功功率，可以缓解暂态过电压问题。第 47 卷 第 4 期 电 网 技 术 1325 2 新能源机电模型参数对功角稳定、暂态过电压的影响分析 本文应用 PSASP 软件仿真研究新能源机组在高/低穿过程中的控制参数对直流送端发电机功角稳定的影响，仿真计算采用的是第 2 代新能源机电模型，与第 1 代模型相比，增加了具体的高/低电压期间的有功、无功控制策略及控制参数20。该模型将高/低电压穿越过程分为故障穿越期间控制、故障穿越恢复起始点控制和故障穿越恢复控制 3 个阶段，以低电压穿越过程中的有功功率控制为例，如图 2 所示，t1时刻进入低电压穿越状态，为故障穿越期间控制时间，t1t2时间对应的有功功率值为有功功率恢复起点，t2为故障穿越恢复起始点控制，t2t3是有功功率恢复值持续时间，t3t4为故障穿越恢复控制时间。t1新能源有功功率出力时间t2t3t4 图 2 低电压穿越过程控制的 3 个阶段 Fig.2 Three stages of low voltage ride through process control 低穿期间的有功控制策略包括无附加控制、指定功率、指定电流、按穿越前电流和低压限有功电流，一般选用指定有功电流的控制策略，当选用指定有功电流控制时，低穿期间的有功电流值_LVRTpI按式(4)进行计算：_LVRT1_Ip_LV2_Ip_LV0set_LVptppIKUKII(4)式中：1_Ip_LVK、2_Ip_LVK和set_LVpI为控制参数，取值范围均为 01；tU为端电压幅值；0pI为初始有功电流。低穿期间的无功控制策略包括无附加控制、指定功率和指定电流，通常选用指定无功电流的控制策略，当选用指定无功电流控制时，低穿期间的无功电流值_LVRTqI按式(5)进行计算：_LVRT1_Iq_LVLin2_Iq_LV0set_LV()qtqqIKUUKII(5)式中：1_Iq_LVK、2_Iq_LVK和set_LVqI为控制参数，1_Iq_LVK取值范围为1.53，2_Iq_LVK取值范围为01，set_LVqI取值范围为 00.2；LinU为进入低电压穿越的阈值；tU为端电压幅值；0qI为初始无功电流。高穿期间的有功控制策略包括无附加控制、指定功率、指定电流、按穿越前电流，通常指定功率、指定电流2种模式较常见。当选择指定功率策略时，按式(6)计算高穿期间的有功功率HVRTP，当选择指定电流策略时，按式(7)计算高穿期间的有功电流_HVRTpI：HVRTP_HV0set_HVPKPP(6)式中：P_HVK、set_HVP为控制参数，取值范围均为01；0P为初始有功功率。_HVRT1_Ip_HV2_Ip_HV0set_HVptppIKUKII(7)式中：1_Ip_HVK、2_Ip_HVK、set_HVpI为控制参数，取值范围均为 01；tU为端电压幅值；0pI为初始有功电流。高穿期间的无功控制策略通常选用指定有功电流控制，在此控制策略下，高穿期间的无功电流值_HVRTqI按式(8)进行计算：_HVRT1_Iq_HVHin2_Iq_HV0set_HV()qtqqIKUUKII(8)式中：1_Iq_HVK、2_Iq_HVK和set_HVqI为控制参数，1_Iq_HVK取值范围为 03，2_Iq_HVK取值范围为 01，set_HVqI取值范围为0.20；HinU为进入高电压穿越的阈值；tU为端电压幅值；0qI为进入低穿状态前的有功电流值。低穿、高穿有功恢复起始点控制通常选用按故障期间有功电流控制或无附加控制。低穿、高穿无功恢复起始点控制通常选用无附加控制。高/低穿越的有功恢复控制通常选用按斜率恢复，恢复斜率大小由参数_RECOVERdpI控制，_RECOVERdpI取值范围为 110，无功恢复控制通常选用无附加 控制。2.1 功角稳定 通过仿真计算，分析各个控制参数对功角稳定的敏感性，仿真结果与理论推导结果一致，当发生直流功率扰动或送端近区交流故障时，低穿期间新能源机组的有功功率越大、有功恢复速率越大，发电机功角的振荡幅度会随之变大，甚至会出现功角失稳。但新能源机组在高/低穿越期间的无功控制参数对功角稳定影响不明显。影响功角稳定的主要控制参数有：低穿期间有功指定电流参数1_Ip_LVK、2_Ip_LVK和set_LVpI以及高/低穿恢复过程有功恢复速率_RECOVERdpI，低穿期间有功指定电流参数1_Ip_LVK、2_Ip_LVK和set_LVpI增大或高/低穿恢复过程有功恢复1326 林伟芳等：考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电压穿越控制参数优化 Vol.47 No.4 速率_RECOVERdpI增大，功角振荡加剧，对功角稳定有不利影响。图 3、图 4 所示为主要影响参数在不同数值下的仿真结果对比。050150200K1-Ip-LV=0.01000发电机功角/()246810时间/sK1-Ip-LV=0.5K1-Ip-LV=0.7K1-Ip-LV=1.0(a)1_Ip_LVK取值不同时，故障期间发电机功角 02481030507090110610发电机功角/()时间/sK2-Ip-LV=0.0K2-Ip-LV=0.5K2-Ip-LV=0.7K2-Ip-LV=1.0(b)2_Ip_LVK取值不同时，故障期间发电机功角 发电机功角/()0268时间/s205080110140-10104Ipset-LV=0.0Ipset-LV=0.5Ipset-LV=1.0(c)set_LVpI取值不同时，故障期间发电机功角 图 3 低穿期间有功指定电流控制参数对功角稳定的影响 Fig.3 Influence of active power specified current control parameters on power angle stability during LVRT 0246810时间/s20506070804030发电机功角/()dIp-RECOVER=3dIp-RECOVER=7dIp-RECOVER=10dIp-RECOVER=1 图 4 高/低电压穿越有功恢复斜率对功角稳定的影响 Fig.4 Influence of active power recovery slope on power angle stability during HVRT/LVRT 2.2 暂态过电压 当发生直流功率扰动或送端近区交流故障时，直流送端无功盈余导致出现暂态过电压问题。仿真结果表明，当高/低穿期间有功功率越大、高/低穿期间有功功率恢复斜率越大，对暂态过电压的抑制作用越明显；低穿期间无功功率大小对暂态过电压的影响较小，但高穿期间新能源机组吸收的无功功率越多，暂态过电压越小。影响暂态过电压的主要控制参数有：低穿期间有功指定电流参数1_Ip_LVK、2_Ip_LVK和set_LVpI，高穿期间无功指定电流参数1_Iq_HVK、set_HVqI以及高/低穿恢复过程有功恢复速率_RECOVERdpI，低穿期间有功指定电流参数1_Ip_LVK、2_Ip_LVK和set_LVpI增大、高穿期间无功指定电流参数1_Iq_HVK、set_HVqI的绝对值增大、有功恢复斜率增大，对暂态过电压值的抑制作用越明显，对系统稳定有利。图 57 所示 0.81.21.41.61.8时间/s0.40.60.81.01.21.32.0电压标幺值/pu1.0K1-Ip-LV=0.0K1-Ip-LV=0.5K1-Ip-LV=1.0(a)1_Ip_LVK取值不同时，故障期间暂态过电压 0.81.21.41.61.8时间/s2.01.00.40.60.81.01.21.3电压标幺值/puK2-Ip-LV=0.5K2-Ip-LV=0.0K2-Ip-LV=1.0(b)2_Ip_LVK取值不同时，故障期间暂态过电压 0.81.21.41.61.8时间/s0.40.60.81.01.21.32.0电压标幺值/pu1.0Ipset-LV=0.0Ipset-LV=0.5Ipset-LV=1.0(c)set_LVpI取值不同时，故障期间暂态过电压 图 5 低穿期间有功指定电流控制参数对 暂态过电压的影响 Fig.5 Influence of active power specified current control parameters on transient overvoltage during LVRT 第 47 卷 第 4 期 电 网 技 术 1327 0.81.21.41.61.8时间/s0.40.60.81.01.21.32.0电压标幺值/pu1.0dIp-RECOVER=5dIp-RECOVER=10dIp-RECOVER=1 图 6 高/低电压穿越有功恢复斜率对暂态过电压的影响 Fig.6 Influence of active power recovery slope on transient overvoltage during HVRT/LVRT (a)1_Iq_HVK取值不同时，故障期间暂态过电压 0.81.21.41.61.8时间/s1.0电压标幺值/pu0.91.11.31.5Iqset-HV=1Iqset-HV=-0.2Iqset-HV=-0.1(b)set_HVqI取值不同时，故障期间暂态过电压 图 7 高穿期间无功指定电流控制参数对 暂态过电压的影响 Fig.7 Influence of designated reactive current control parameters on transient overvoltage during HVRT 为主要影响参数在不同数值下的仿真结果对比。3 考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电 压穿越控制参数优化 通过以上仿真研究，明确了新能源高/低穿越期间对功角稳定、暂态过电压影响较大的控制参数。其中，低穿期间的有功指定电流控制参数和高/低穿有功恢复斜率变化对功角稳定和暂态过电压均有明显影响，并且对两者的影响趋势相反。高/低穿期间的无功控制参数对功角稳定的影响较小，对暂态过电压有显著影响。为保证风光火打捆外送直流送端的同步机功角稳定并且新能源暂态过电压满足要求，针对新能源机组高/低穿期间控制参数提出了以下优化方法：首先对新能源机组高穿期间的无功控制参数进行优化(增加新能源机组在高穿期间吸收的无功功率)，以保证暂态过电压在允许范围内，并留有一定裕度；再对低穿期间的有功控制参数和有功恢复斜率进行优化，保证故障时功角稳定；随后进行仿真验证，验证功角是否稳定和暂态过电压是否在规定范围内。若不满足要求则重复以上步骤，直到仿真验证结果符合要求，如图 8 所示。图 8 中涉及的暂态过电压最恶劣、功角稳定最恶劣的运行方式是工程在不同运行方式下通过故障集仿真计算得到的，要根据实际工程情况确定。选定功角稳定最恶劣的运行方式及故障，优化新能源高/低电压穿越期间有功控制参数确定最终参数选定暂态过电压最恶劣的运行方式及故障，优化新能源高/低电压穿越期间无功控制参数新能源高/低电压穿越期间有功控制参数对功角稳定、暂态过电压影响明显，无功控制参数对暂态过电压影响明显增大高电压穿越期间无功控制参数K1_Iq_HV、减小高电压穿越期间无功控制参数Iqset_HV减小低电压穿越期间有功控制参数K1_Ip_LV、K2_Ip_LV、Ipset_LV减小高/低电压穿越有功恢复斜率dIp_RECOVER是否是是否否在所确定参数下进行参数验证暂态过电压是否符合要求在所确定参数下进行参数验证同步机组是否功角稳定在所确定参数下进行参数验证暂态过电压是否符合要求 图 8 考虑功角稳定和暂态过电压的 新能源电压穿越控制参数优化流程 Fig.8 Flow chart for optimization of renewable energy voltage ride-through control parameters considering power angle stability and transient overvoltage 4 仿真验证 4.1 电网概况 采用某地区电网开展仿真验证。网架拓扑如图9 所示，A 为换流站，B、C、D、E 为该地区新能源汇集站，A、B、E、F 配有火电机组，该地区有一条特高压直流输电线路外送，输电距离 1136km，1328 林伟芳等：考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电压穿越控制参数优化 Vol.47 No.4 G1-G6火电ABCDEF直流通道受端电网换流站G1G2G3G4G5G7G8G9G10G11G12G13G14G15G16G17G18G7-G18新能源场站G6双馈风场、G7-G10直驱风场、G11-G14G15-G18 光伏场站 图 9 风光火打捆通过直流跨区域外送 Fig.9 Wind-photovoltaic-thermal bundled power cross-regional DC transmission system 直流线路额定电压800kV，额定有功功率 800 万 kW。直流送端新能源总装机 1450 万 kW，其中风电 800 万 kW、光伏 650 万 kW，考虑同时率(风电 50%，光伏 80%)，新能源最大出力为 920 万 kW。4.2 新能源机组参数优化 新能源机组仿真模型采用的是PSASP中的第2代新能源模型，具体来说，新能源发电分别采用了12 型双馈风机、13 型直驱风机以及 14 型光伏发电单元模型。最初仿真数据中的直流送端新能源模型未启用高电压穿越功能，低穿期间的控制参数如 表 1 所示。表 1 新能源发电的原始控制参数 Table 1 Original parameters of renewable energy power generation 过程 控制参数 双馈风机 直驱风机 光伏 低穿期间 有功控制(指定电流)1_Ip_LVK 0 0 0 2_Ip_LVK 0.2 0.2 0.2 set_LVpI 0 0 0 低穿期间 无功控制(指定电流)1_Iq_LVK 1.5 1.5 1.5 2_Iq_LVK 1 0 1 set_LVqI 0 0 0 低穿恢复起点 控制 有功按故障期间 电流 无功无附加控制 低穿恢复过程 控制 有功定斜率恢复 1 1 1 无功无附加控制 在采用初始控制参数的条件下，受直流连续 3次换相失败闭锁故障的影响，直流送端换流站(A站)暂态过电压最大值为 1.34pu，直流送端双馈风机机组机端暂态过电压最大值为 1.32pu，直流送端直驱风机机端暂态过电压最大值为 1.37pu，直流送端光伏发电暂态过电压最大值为 1.38pu，如图 10 所示。同时，直流送端的部分火电机组出现功角失稳，图 11 所示为 A、B、E、F 4 个地区中典型火电机组的功角变化曲线。时间/s电压标幺值/pu0.811.21.41.61.820.40.60.81.01.21.31.4换流站(A站)双馈风机直驱风机光伏发电 图 10 参数优化前换流站及新能源暂态过电压 Fig.10 Transient overvoltage of converter station and renewable energy generator terminal before parameter optimization 图 11 参数优化前直流送端部分火电机组功角失稳 Fig.11 Angle instability of some thermal power units at DC transmission end before parameter optimization 根据新能源机组控制参数改造原则及思路，首先启用新能源机组的高电压穿越功能，对新能源机组在高穿期间的无功控制参数进行优化，高穿期间的无功控制选用指定电流的控制方式，一般初始无功电流很小，即00qI，因此无功电流计算系数2_Iq_HVK的变化对_HVRTqI影响较小，为使得高穿期间新能源机组吸收的无功功率最大，将无功电流计算系数1_Iq_HVK设为最大，将无功电流计算系数set_HVqI的 绝 对 值 设 为 最 大，即1_Iq_HV3K、set_HV0.2qI，详见表 2。经仿真验证，此时的暂态过电压已满足要求，即直流送端换流站(A 站)的暂态过电压小于 1.259pu，第 47 卷 第 4 期 电 网 技 术 1329 新能源机端暂态过电压均小于 1.3pu，仿真结果如图 12 所示。表 2 由暂态过电压确定新能源的无功控制参数 Table 2 Determining the reactive power control parameters of renewable energy units by transient overvoltage 过程 控制参数 推荐数值 低穿期间无功控制(指定电流)1_Iq_LVK 1.5 2_Iq_LVK 0 set_LVqI 0 低穿无功恢复起点控制 无附加控制 低穿无功恢复过程 无附加控制 高穿期间无功控制(指定电流)1_Iq_HVK 3 2_Iq_HVK 0 set_HVqI 0.2 高穿无功恢复起点控制 无附加控制 高穿无功恢复过程 无附加控制 0.811.21.41.61.820.40.60.811.21.3电压标幺值/pu时间/s双馈风机G7直驱风机G11光伏发电G15换流站(A站)图 12 参数优化期间换流站及新能源暂态过电压 Fig.12 Transient overvoltage of converter station and renewable energy generator terminal during parameter optimization 根据新能源机组控制参数改造原则及思路，再对低穿期间的有功控制参数以及高/低穿有功恢复斜率进行优化。新能源机组低穿期间的有功控制选用指定电流的控制方式，根据反复仿真校验，选定了各系数的取值范围如表 3 所示。表 3 综合考虑确定新能源机组的低穿期间有功控制参数 Table 3 Comprehensive consideration to determine the active power control parameters of the renewable energy unit during LVRT 过程 控制参数 推荐数值 低穿期间有功控制(指定电流)1_Ip_LVK 0.10.2 2_Ip_LVK 0.10.2 set_LVpI 0 低穿有功恢复起点控制 按故障期间有功电流 高穿期间有功控制 无附加控制 高穿有功恢复起点控制 按故障期间有功电流 高/低穿恢复过程有功恢复速率 _RECOVERdpI 110 经参数优化后，受直流连续 3 次换相失败闭锁故障影响，直流送端换流站(A 站)暂态过电压最大值为 1.21pu，直流送端新能源暂态过电压均小于1.3pu，如图 13 所示。同时，直流送端火电机组功角稳定，如图 14 所示。0.811.21.41.61.820.40.60.811.21.3换流站(A站)双馈风机G9直驱风机G11光伏发电G15电压标幺值/pu时间/s 图 13 参数优化后换流站及新能源暂态过电压 Fig.13 Transient overvoltage of converter station and renewable energy generator terminal after parameter optimization 15010050-500发电机功角/()0246810时间/s火电机组G1火电机组G3火电机组G5火电机组G2火电机组G4火电机组G6 图 14 参数优化后直流送端火电机组功角稳定 Fig.14 Power angle stability of thermal power units at DC transmission end after parameter optimization 5 结论 针对风火打捆外送的交直流送端电网，受直流故障或送端近区交流故障影响，送端系统往往会同时发生同步机组功角失稳以及换流站、新能源机组暂态过电压问题，制约特高压直流送出的功率以及送端新能源的消纳。本文通过研究表明，新能源机组参数对功角稳定以及暂态过电压问题具有重要影响，通过合理优化新能源机组的高/低电压穿越控制参数，能够增强系统的功角稳定、缓解暂态过电压，进而提升送端系统的稳定性，提高特高压直流的输电能力、促进送端新能源的消纳。参考文献 1 卢纯开启我国能源体系重大变革和清洁可再生能源创新发展新时代：深刻理解碳达峰、碳中和目标的重大历史意义J人民论坛学术前沿，2021(14)：28-41 LU ChunOpening a new era of major changes in Chinas energy system and innovative development of clean and renewable energy：deeply understanding the great historical significance of the targets of 1330 林伟芳等：考虑功角稳定和暂态过电压的新能源电压穿越控制参数优化 Vol.47 No.4 carbon peak and carbon neutralizationJFrontiers，2021(14)：28-41(in Chinese)2 国家电网有限公司国家电网有限公司服务新能源发展报告2021R北京：国家电网有限公司，2021 3 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