典型非線性用戶

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典型非線性用戶典型非線性用戶、新能源場站和直流輸電工程電能質量特性與控制技術及應用，蒙東地區是重要能源基地，已建成「三交三直」特高壓交直流混聯電網，具有低負荷高外送的特點。蒙東電網供電範圍內，大量新能源（風電、光伏等）併網，電氣化鐵路接入系統，特高壓交直流混聯電網快速建設，同時網內的高耗能、高污染（鋁廠、鋼廠等）設備的接入，使得蒙東電網產生諧波、三相不平衡、電壓波動與閃變等電能質量問題。

本項目結合蒙東電網未來兩三年新能源、電氣化鐵路和特高壓工程的投運情況，以蒙東地區典型風電匯集站、錫盟換流站、以及通遼地區投運電鐵的大量現場諧波測試數據為基礎，研究成果如下：

目錄

一、建立了未來兩三年蒙東地區各項電網工程的機電-電磁暫態混合仿真模型

（1）基於蒙東電網網架結構，研究特高壓直流系統、電氣化鐵路工程系統和集群風電場的電磁暫態特性，建立了相應的電磁暫態模型;

（2）基於特高壓直流系統、電氣化鐵路工程系統和集群風電場的電磁暫態模型，將大電網分為電磁暫態子網和機電暫態子網，建立了蒙東電網機電-電磁暫態混合仿真模型；研究了仿真過程中機電暫態網絡計算信息和電磁暫態網絡計算信息的交換技術，以實現大規模電力系統的電磁暫態和機電暫態混合仿真;

（3）結合現有電網工程現場測試數據，驗證所建立的包含特高壓直流系統、電氣化鐵路工程系統和集群風電場的機電-電磁暫態混合仿真模型的準確性。

二、研究電氣化鐵路接入下特高壓直流系統諧波特性及其對系統穩定運行的影響

（1）考慮特高壓直流輸電系統的不同運行方式，基於調製理論分析系統交、直流網絡之間動態諧波交互作用機理，進而研究直流輸電系統的諧波傳遞特徵及關鍵影響因素;基於直流輸電系統的諧波特性，研究其在不同運行方式和典型故障狀態下對相鄰強電氣連接的電氣化鐵路工程穩定運行的影響規律;

（2）分析電氣化鐵路不同運行狀態（加速、恆速、惰行、制動等）下的負荷特性，研究其特徵諧波和負序電流對相鄰強電氣連接的特高壓直流輸電系統的影響，進而提出電氣化鐵路接入對直流輸電系統穩定運行的影響機理;

（3）對直流特高壓和電氣化鐵路進行同步數據測量，從實測的角度分析二者之間的相互影響關係，從不同數據尺度分析電氣化鐵路接入電網及對直流特高壓可能造成的穩態和暫態影響。

三、研究電氣化鐵路接入對集群風電場的穩定性影響

（1）研究電氣化鐵路牽引供電系統的諧波特性和負序電流特性，考慮正常運行和故障等不同工況，分析其對相鄰強電氣連接的集群風電場併網點電能質量的影響機理，研究影響風電場穩定運行以及脫網的關鍵因素；

（2）對電氣化鐵路和集群風電場進行同步數據測量，從實測的角度分析二者之間的相互影響關係，從不同數據尺度分析電氣化鐵路接入電網及對集群風電場穩定運行可能造成的影響。

四、研究蒙東地區重點電網工程的協調控制策略針對前面研究內容分析得出的穩定性和電能質量問題，從網架結構優化，運行方式調整和治理裝置配置等方面，提出蒙東地區重點電網工程的協調控制策略。

（1）針對電氣化鐵路接入對相鄰強電氣連接的集群風電場併網點電能質量造成的影響，研究基於STATCOM、有源濾波等裝置的電能質量調節策略，以改善併網點可能出現的電壓暫變、諧波滲入、負序電流分量等電能質量問題，保證集群風電場的穩定運行;

（2）考慮電氣化鐵路接入對特高壓直流輸電系統電能質量的影響，研究基於有源濾波器和無源濾波器構成的混合直流濾波器的諧波抑制策略，以保證直流系統運行的安全穩定性。

（3）基於包含特高壓直流系統、電氣化鐵路工程系統和集群風電場的機電-電磁暫態混合仿真模型，驗證所提協調控制策略的有效性。