Determination Method for Accessing Location of VSC-HVDC in Segmented Multi-infeed LCC-HVDC System

Xin CAO; Minxiao HAN; Hongbo SHAO; Linlin YU; Guangyang ZHOU

doi:10.7500/AEPS20210112003

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Determination Method for Accessing Location of VSC-HVDC in Segmented Multi-infeed LCC-HVDC System

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Determination Method for Accessing Location of VSC-HVDC in Segmented Multi-infeed LCC-HVDC System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 13, Pages: 20-29(2021)
- 作者机构：
  
  1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 102206
  2.国网河南省电力公司电力科学研究院，河南省郑州市 450052
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Key Project of Smart Grid Technology and Equipment of National Key R&D Program of China
- DOI：10.7500/AEPS20210112003
  CLC：
- Received：12 January 2021，
  
  Revised：2021-03-09，
  
  Published Online：02 April 2021，
  
  Published：10 July 2021
- 稿件说明：
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曹昕,韩民晓,邵红博等.多回LCC-HVDC分区馈入电网中柔性直流接入位置的确定方法[J].电力系统自动化,2021,45(13):20-29.

CAO Xin,HAN Minxiao,SHAO Hongbo,et al.Determination Method for Accessing Location of VSC-HVDC in Segmented Multi-infeed LCC-HVDC System[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):20-29.
曹昕,韩民晓,邵红博等.多回LCC-HVDC分区馈入电网中柔性直流接入位置的确定方法[J].电力系统自动化,2021,45(13):20-29. DOI： 10.7500/AEPS20210112003.

CAO Xin,HAN Minxiao,SHAO Hongbo,et al.Determination Method for Accessing Location of VSC-HVDC in Segmented Multi-infeed LCC-HVDC System[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):20-29. DOI： 10.7500/AEPS20210112003.

摘要

馈入同一交流系统的多回传统直流(LCC-HVDC)存在发生同时换相失败的可能，通过柔性直流(VSC-HVDC)实现交流电网的分区运行是解决该问题的方法之一，而柔性直流接入位置的确定方法是实现分区互联的重要研究内容。首先，基于雅可比转移矩阵搭建了考虑电网换相换流器（LCC）和电压源型换流器（VSC）的全系统微增量模型，计算了VSC的运行阻抗，进而计算出基于阻抗的有效短路比(IESCR)。随后，对分区拓扑进行了理论分析，得到了VSC-HVDC接入位置、传输功率和IESCR的关系。而后，充分考虑正常运行和

-1运行状态，提出了包括IESCR在内的9个评价指标，给出了VSC-HVDC接入位置的评价流程。基于IEEE 39节点模型给出了算例，对3个VSC-HVDC接入位置计算出了各评价指标的值并给出了得分，确定了其中的最优接入位置。

Abstract

There is the possibility of simultaneous commutation failure when multi-infeed line commutated converter based high voltage DC (LCC-HVDC) transmission connects to the same AC system. One of the methods to solve this problem is to realize the segmented operation of the AC power grid through voltage source converter based high voltage DC (VSC-HVDC) transmission. The method for determining the accessing location of VSC-HVDC is important research content to realize the segmented interconnection. Firstly

based on Jacobian transfer matrix

a small signal model of the AC system is built when considering both line commutated converter (LCC) and voltage source converter (VSC). Therefore

the operation impedance of VSC is calculated

and the impedance based effective short circuit ratio (IESCR) is calculated. Secondly

the segmentation topology is theoretically analyzed

and the relationship among the accessing location of VSC-HVDC

the power transmission of VSC-HVDC and the IESCR is obtained. Thirdly

by fully considering the normal and

-1 operation states

nine evaluation indices including IESCR are proposed

and the evaluation process of VSC-HVDC accessing locations is given. Based on the IEEE 39-bus model

a calculation example is given. The value of each evaluation index is calculated for three VSC-HVDC accessing locations and the scores are given to determine the optimal accessing location.

关键词

Keywords

references

刘芳芳 .“ 新基建”号角吹响特高压率先“交作业”——访国家电网公司特高压建设部副主任种芝艺［J］. 国家电网， 2020 （ 4 ）： 54 - 57 .

LIU Fangfang . The horn of “new infrastructure” blew， UHV took the lead in “hand in homework”—interview with Zhong Zhiyi， deputy director of UHV Construction Department of State Grid Corporation of China ［J］. State Grid ， 2020 （ 4 ）： 54 - 57 .

赵畹君 . 高压直流输电工程技术［M］. 北京：中国电力出版社， 2004 ： 42 - 43 .

ZHAO Wanjun . HVDC engineering technology ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2004 ： 42 - 43 .

杨海涛，吉平，苗淼，等 . 未来中国特高压电网结构形态与电源组成相互关系分析［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 6 ）： 9 - 17 .

YANG Haitao ， JI Ping ， MIAO Miao ， et al . Analysis on interrelationship between future UHV power grid structural form and power source composition in China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 6 ）： 9 - 17 .

王少辉，唐飞，向农 . 华东电网多直流同时换相失败仿真分析［J］. 电力系统保护与控制， 2017 ， 45 （ 12 ）： 16 - 21 .

WANG Shaohui ， TANG Fei ， XIANG Nong . Commutation failure simulation analysis of East China power grid multiple HVDC lines ［J］. Power System Protection and Control ， 2017 ， 45 （ 12 ）： 16 - 21 .

张东辉 . 多直流集中馈入受端广东电网发展的思考［J］. 广东电力， 2015 ， 28 （ 8 ）： 33 - 37 .

ZHANG Donghui . Reflect on development of centralized feed-in of multi direct current into receiving-end Guangdong power grid ［J］. Guangdong Electric Power ， 2015 ， 28 （ 8 ）： 33 - 37 .

唐晓骏，张正卫，韩民晓，等 . 适应多直流馈入受端电网的柔性直流配置方法［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 10 ）： 57 - 64 .

TANG Xiaojun ， ZHANG Zhengwei ， HAN Minxiao ， et al . VSC-HVDC configuration method suitable for multi-DC feeding receiving power grid ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 10 ）： 57 - 64 .

刘昊汶 . 考虑多回分层直流接入的互联电网仿真分析方法的研究及应用［D］. 济南：山东大学， 2020 .

LIU Haowen . Research and application of simulation analysis method of interconnected power grid considering multi-layer hierarchical DC connection ［D］. Jinan ： Shandong University ， 2020 .

徐政，董桓锋，宋鹏程，等 . 同步电网合理规模的3个基本约束研究［J］. 电力建设， 2015 ， 36 （ 11 ）： 77 - 84 .

XU Zheng ， DONG Huanfeng ， SONG Pengcheng ， et al . Three basic constraints for reasonable size of synchronous grids ［J］. Electric Power Construction ， 2015 ， 36 （ 11 ）： 77 - 84 .

周保荣，洪潮，金小明，等 . 南方电网同步运行网架向异步运行网架的转变研究［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 8 ）： 2084 - 2092 .

ZHOU Baorong ， HONG Chao ， JIN Xiaoming ， et al . Study of backbone structure change from synchronous to asynchronous in China Southern Power Grid ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 8 ）： 2084 - 2092 .

蔡万通，洪潮，周保荣，等 . 广东电网内外双环网架结构向组团网架结构的转变研究［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2020-10-16 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200401.1030.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200401.1030.006.html .

CAI Wantong ， HONG Chao ， ZHOU Baorong ， et al . Research on structure change from double-ring to cluster of Guangdong power grid ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2020-10-16 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107. TM.20200401.1030.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200401.1030.006.html .

程斌杰 . 电网分区策略关键问题研究［D］. 杭州：浙江大学， 2016 .

CHENG Binjie . Research on the key issues of grid segmentation strategy ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2016 .

徐蔚，程斌杰，林勇，等 . 多直流馈入系统不同电网分区方式比较［J］. 南方电网技术， 2015 ， 9 （ 11 ）： 18 - 24 .

XU Wei ， CHENG Binjie ， LIN Yong ， et al . Comparison of different grid segmentation techniques in multi-infeed HVDC systems ［J］. Southern Power System Technology ， 2015 ， 9 （ 11 ）： 18 - 24 .

安军，柴旭峥，王骅 . 采用柔性直流输电优化河南电网运行的前瞻性研究［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 1 ）： 86 - 91 .

AN Jun ， CHAI Xuzheng ， WANG Hua . Prospective study of Henan power grid optimized operation with VSC-HVDC ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 1 ）： 86 - 91 .

唐晓骏，韩民晓，谢岩，等 . 应用于城市电网分区互联的柔性直流容量和选点配置方法［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1709 - 1716 .

TANG Xiaojun ， HAN Minxiao ， XIE Yan ， et al . Capacity and siting configuration method of VSC-HVDC applied to urban power grid partition interconnection ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1709 - 1716 .

肖峻，李思岑，黄仁乐，等 . 城市电网分区柔性互联选址方法及示范应用［J］. 电力建设， 2016 ， 37 （ 5 ）： 10 - 20 .

XIAO Jun ， LI Sicen ， HUANG Renle ， et al . Siting method and demonstration application of flexible interconnection in urban power grid partition ［J］. Electric Power Construction ， 2016 ， 37 （ 5 ）： 10 - 20 .

ZHANG Lidong ， NEE H P ， HARNEFORS L . Analysis of stability limitations of a VSC-HVDC link using power-synchronization control ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2011 ， 26 （ 3 ）： 1326 - 1337 .

张利东，曹昕，韩民晓 . 一种基于转移矩阵的交直流系统小信号建模方法［J］. 电力建设， 2017 ， 38 （ 8 ）： 123 - 128 .

ZHANG Lidong ， CAO Xin ， HAN Minxiao . A small-signal modeling method for AC/DC system based on transfer matrix ［J］. Electric Power Construction ， 2017 ， 38 （ 8 ）： 123 - 128 .

NI Xiaojun ， GOLE A M ， ZHAO Chengyong ， et al . An improved measure of AC system strength for performance analysis of multi-infeed HVDC systems including VSC and LCC converters ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2018 ， 33 （ 1 ）： 169 - 178 .

倪晓军，赵成勇，郭春义，等 . 混合双馈入直流输电系统中LCC-HVDC对VSC-HVDC系统强度的影响［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 8 ）： 2436 - 2442 .

NI Xiaojun ， ZHAO Chengyong ， GUO Chunyi ， et al . Effects of LCC-HVDC on system strength of VSC-HVDC in hybrid dual-infeed HVDC system ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 8 ）： 2436 - 2442 .

倪晓军，赵成勇，郭春义，等 . 混合双馈入直流系统中VSC-HVDC对LCC-HVDC受端系统强度的影响［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 16 ）： 4052 - 4061 .

NI Xiaojun ， ZHAO Chengyong ， GUO Chunyi ， et al . The effects of VSC-HVDC on the system strength of LCC-HVDC in dual-infeed hybrid HVDC system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 16 ）： 4052 - 4061 .

KARAWITA C ， ANNAKKAGE U D . Multi-infeed HVDC interaction studies using small-signal stability assessment ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2009 ， 24 （ 2 ）： 910 - 918 .

辛焕海，章枫，于洋，等 . 多馈入直流系统广义短路比：定义与理论分析［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 3 ）： 633 - 647 .

XIN Huanhai ， ZHANG Feng ， YU Yang ， et al . Generalized short circuit ratio for multi-infeed DC systems： definition and theoretical analysis ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 3 ）： 633 - 647 .

章枫，辛焕海，徐谦，等 . 直流多馈入系统的广义短路比：影响因素分析［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 18 ）： 5303 - 5312 .

ZHANG Feng ， XIN Huanhai ， XU Qian ， et al . Generalized short circuit ratio for multi-infeed DC systems： influence factors ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 18 ）： 5303 - 5312 .

辛焕海，甘德强，鞠平 . 多馈入电力系统广义短路比：多样化新能源场景［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 17 ）： 5516 - 5527 .

XIN Huanhai ， GAN Deqiang ， JU Ping . Generalized short circuit ratio of power systems with multiple power electronic devices： analysis for various renewable power generations ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 17 ）： 5516 - 5527 .

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