典型非线性用户

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典型非线性用户典型非线性用户、新能源场站和直流输电工程电能质量特性与控制技术及应用，蒙东地区是重要能源基地，已建成“三交三直”特高压交直流混联电网，具有低负荷高外送的特点。蒙东电网供电范围内，大量新能源（风电、光伏等）并网，电气化铁路接入系统，特高压交直流混联电网快速建设，同时网内的高耗能、高污染（铝厂、钢厂等）设备的接入，使得蒙东电网产生谐波、三相不平衡、电压波动与闪变等电能质量问题。

本项目结合蒙东电网未来两三年新能源、电气化铁路和特高压工程的投运情况，以蒙东地区典型风电汇集站、锡盟换流站、以及通辽地区投运电铁的大量现场谐波测试数据为基础，研究成果如下：

目录

一、建立了未来两三年蒙东地区各项电网工程的机电-电磁暂态混合仿真模型

（1）基于蒙东电网网架结构，研究特高压直流系统、电气化铁路工程系统和集群风电场的电磁暂态特性，建立了相应的电磁暂态模型;

（2）基于特高压直流系统、电气化铁路工程系统和集群风电场的电磁暂态模型，将大电网分为电磁暂态子网和机电暂态子网，建立了蒙东电网机电-电磁暂态混合仿真模型；研究了仿真过程中机电暂态网络计算信息和电磁暂态网络计算信息的交换技术，以实现大规模电力系统的电磁暂态和机电暂态混合仿真;

（3）结合现有电网工程现场测试数据，验证所建立的包含特高压直流系统、电气化铁路工程系统和集群风电场的机电-电磁暂态混合仿真模型的准确性。

二、研究电气化铁路接入下特高压直流系统谐波特性及其对系统稳定运行的影响

（1）考虑特高压直流输电系统的不同运行方式，基于调制理论分析系统交、直流网络之间动态谐波交互作用机理，进而研究直流输电系统的谐波传递特征及关键影响因素;基于直流输电系统的谐波特性，研究其在不同运行方式和典型故障状态下对相邻强电气连接的电气化铁路工程稳定运行的影响规律;

（2）分析电气化铁路不同运行状态（加速、恒速、惰行、制动等）下的负荷特性，研究其特征谐波和负序电流对相邻强电气连接的特高压直流输电系统的影响，进而提出电气化铁路接入对直流输电系统稳定运行的影响机理;

（3）对直流特高压和电气化铁路进行同步数据测量，从实测的角度分析二者之间的相互影响关系，从不同数据尺度分析电气化铁路接入电网及对直流特高压可能造成的稳态和暂态影响。

三、研究电气化铁路接入对集群风电场的稳定性影响

（1）研究电气化铁路牵引供电系统的谐波特性和负序电流特性，考虑正常运行和故障等不同工况，分析其对相邻强电气连接的集群风电场并网点电能质量的影响机理，研究影响风电场稳定运行以及脱网的关键因素；

（2）对电气化铁路和集群风电场进行同步数据测量，从实测的角度分析二者之间的相互影响关系，从不同数据尺度分析电气化铁路接入电网及对集群风电场稳定运行可能造成的影响。

四、研究蒙东地区重点电网工程的协调控制策略针对前面研究内容分析得出的稳定性和电能质量问题，从网架结构优化，运行方式调整和治理装置配置等方面，提出蒙东地区重点电网工程的协调控制策略。

（1）针对电气化铁路接入对相邻强电气连接的集群风电场并网点电能质量造成的影响，研究基于STATCOM、有源滤波等装置的电能质量调节策略，以改善并网点可能出现的电压暂变、谐波渗入、负序电流分量等电能质量问题，保证集群风电场的稳定运行;

（2）考虑电气化铁路接入对特高压直流输电系统电能质量的影响，研究基于有源滤波器和无源滤波器构成的混合直流滤波器的谐波抑制策略，以保证直流系统运行的安全稳定性。

（3）基于包含特高压直流系统、电气化铁路工程系统和集群风电场的机电-电磁暂态混合仿真模型，验证所提协调控制策略的有效性。