交直流系统对多馈入短路比的影响研究

多馈入短路比（MISCR）是反映含多馈入直流输电系统的受端电网强度的重要指标,但现有研究中一些文献对于多馈入短路比存在理解偏差。该文首先从多馈入短路比的定义出发,介绍两种表达方法：等值阻抗法和影响因子法,并以n回直流馈入为例对两种方法的一致性加以证明;分析直流馈入回路数增加时多馈入短路比的变化规律,剖析现有的个别文献误以为MISCR可能高于单馈入短路比的本质原因;最后对影响多馈入短路比的各种因素,如直流额定功率、戴维南等值阻抗以及联络阻抗进行了仿真分析。     

电网强度对江苏直流落点电网无功电压稳定性的影响

江苏电网将在"十三五"中后期建成四回直流线路,形成典型的多馈入交直流混联电网。利用多馈入有效短路比指标分析了网架拓扑、调相机配置等因素对临近直流落点电网强度的影响,并在此基础上进行暂态稳定仿真。仿真结果验证了直流落点电网多馈入有效短路比降低与重要故障暂态失稳存在相关性,加强网架以及增加调相机的措施都能够提高电网强度并改善直流逆变站系统的无功电压稳定性,再可从提升多馈入电网薄弱环节处的多馈入有效短路比的角度入手,结合实际工程应用合理提高多馈入交直流混联电网的无功电压稳定性。     

基于PSS/E的特高压交流系统等值方法

在对特高压交流系统进行电磁暂态仿真时,为了简化系统通常需要在保证待保留系统边界节点短路容量恒定的条件下对外部网络进行等值。传统等值方法要对边界节点进行逐一短路,获得与边界节点数目相同的节点电压方程,根据节点电压方程组联立求解得到节点导纳矩阵。当边界节点较多时,方程组维数较大,计算过程繁琐。利用PSS/E软件中SCEQ模块,对特高压浙北—福州工程投产后的华东电网进行等值,将特高压系统作为研究系统,将500kV系统等值为接入特高压中压侧母线的发电机及其互阻抗。通过等值前后无功调压灵敏度和边界母线短路电流对比,验证了等值方法的正确性。     

考虑受端励磁系统的交直流稳定性分析

直流输电能否安全落地不仅与自身的控制方式与参数相关,还与受端系统紧密相联。在稳定分析时,受端系统戴维南等值模型固定,不能反映受端的调节能力,其支撑能力的强弱未能体现。考虑受端励磁系统的作用,详细分析了其对直流输电系统的影响,指出励磁达到极限时,受端系统负荷波动导致戴维南等值发生变化较大,随即影响直流输电系统的安全性。修改的IEEE39节点系统证明所提方法的有效性。     

地磁扰动和接地极共同作用的浙西电网偏磁电流计算

摘要： 溪洛渡—浙西±800 kV直流输电工程试运行期间,浙西换流站受端电网的很多变压器出现了直流偏磁问题,其同时发生地磁扰动（GMD）的地磁感应电流（GIC）直流偏磁的安全风险需要研究。针对溪洛渡—浙西±800 kV直流输电工程的受端电网,建立了浙西电网和金华换流站的GIC计算模型,运用节点导纳矩阵法计算了浙西电网GIC;根据溪洛渡—浙西直流输电试运行期间-500 A接地极入地电流的测试数据,计算分析了GMD和接地极共同作用下浙西电网的偏磁电流水平。研究结果表明,目前浙西电网安装直流偏磁抑制装置的容量,不能满足消除GMD和接地极共同作用的需要,建议根据中科院和中国气象局空间天气事件的预报,避开有太阳剧烈活动的时间安排检修或调试,避免抑制装置发生过载的问题,保障浙西电网的安全。     

大级差电源密集型电网短路电流直流分量对断路器的影响

西北电网电压级差大且电源密集易导致系统短路电流超标,常采用串联电抗器、高阻抗变压器等限流措施,但却增大了系统电抗,使短路电流直流分量衰减变慢,可能导致断路器开断失败。以新疆电网乌北区域为研究对象,基于PSASP短路模块的计算结果对大型电网进行等值简化,并在EMTP/ATP中重构简化后的等值网络。校验了EMTP/ATP的等值网络与原网络的短路电流交流分量基本一致,在此基础上定量计算短路电流直流分量对断路器的影响,若仍以短路电流交流分量校验断路器开断能力,则断路器需要留有一定的裕度。     

用于励磁控制器参数优化的发电机外部动态等值系统参数辨识

针对静态等值系统不能完全反映近端机组对被研究发电机的动态影响,提出了一种动态等值系统,即将远方复杂的大电网和近端同母线机组分别等值为无穷大母线和动态机组,通过Matlab编程搭建了动态等值系统,提出了穷举辨识算法,仅根据研究发电机机端数据即可辨识出动态等值系统的参数,并通过大电网数据辨识及PSS参数优化验证了动态等值系统参数辨识的有效性。     

双馈风机经VSC-HVDC接入弱受端系统运行特性分析

基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)是远距离风电并网的理想方案,同时可用于联接弱受端系统,但双馈风机经VSC-HVDC能够馈入多弱的受端系统仍待深入研究,有必要提出基于短路比的指标来衡量所能接入的受端系统。对此,基于定功率控制下VSC的稳定运行约束,分析系统稳态的临界运行点,总结出临界短路比的求解步骤。在此基础上,结合双馈风机的控制方程,详细讨论了风电场出力、弱交流系统等效阻抗和临界短路比的关系。仿真分析发现,受双馈风机无功特性的影响,接入受端系统的临界短路比未能达到理论值,引入基于无功补偿的有效短路比作为受端系统的强弱判断指标,使得所提临界短路比求解方法在此工况下依然成立。     

基于Adaline神经网络参数辨识的含DG配电网的电压稳定性分析

提出了一种基于Adaline神经网络参数辨识来研究含有分布式电源配电网电压稳定性的方法。依据戴维南等值理论,将含有分布式电源的配电网络等值为3节点系统,在该等值系统的基础上提出了一种新的电压稳定性指标;将Adaline神经网络用于戴维南等值系统的参数辨识中,通过测量单元采集到的电压和电流相量对系统进行训练,得到戴维南等值系统的电势及阻抗,从而对含分布式电源的配电网络进行电压稳定性评估。结合IEEE33节点系统的仿真,对不含分布式电源和含分布式电源的配电网络在不同负荷水平下的电压稳定性进行了分析。所提出的电压稳定性指标、等值系统参数辨识方法及配电网电压稳定性分析为评估分布式电源对配电网电压稳定性的影响提供了基础。     

上海电网燃机调相运行研究与经济性分析

随着电力资源进一步的优化配置,特高压直流将西部清洁能源陆续输送至负荷集中区域,满足了社会生产的需要,实现了低碳清洁供电。但直流集中馈入受端电网的规模大幅增加,给受端电网的安全稳定运行带来了新的挑战。随着大规模直流集中馈入,上海电网的电压调节控制能力明显受到影响,这种影响在直流系统换相失败动态过程和低谷情况下显的尤为突出。为了满足系统稳定性的要求,上海电网采用燃气机组调相运行弥补电网无功短缺和过剩问题。针对上海地区燃气机组进行燃机低功率调相运行试验和经济成本分析。试验结果表明,燃机低功率运行时,稳定性较好,调节无功范围较大;发电机静态稳定裕度大、温度低、厂用电压在可控范围。试验对上海电网燃机调相范围提供了重要试验依据,为上海电网安全稳定运行起到了积极作用。     

计及并网强度最大化的新能源集群出力优化研究

随着柔性负荷接入电网的比例不断增多和新能源逐渐向集群化并网发展,如何在柔性负荷剧烈波动和保障电网强度的条件下优化调度新能源集群并网出力,已成为迫切需要解决的问题。文章首先从系统架构、集群化并网特点和短路容量计算方面对新能源集群并网进行了分析,在此基础上给出了新能源集群并网点短路比、广义短路比、运行广义短路比的计算方法;其次分析了近年来激增的柔性负荷分类及特点,研究了柔性负荷接入下的运行广义短路比;最后研究了柔性负荷波动下,以运行广义短路比最大为目标的新能源集群并网出力优化调度方案,并通过算例与传统等比例原则调度方案进行了对比。结果表明,所给方案能够在满足电网功率波动的情况下,保障新能源集群并网强度,实现新能源出力优化分配。     

多馈入交互因子在多馈入交直流 电网中的应用

以江苏电网实际多馈入交直流受端系统为例,对多馈入交互因子（MIIF）在实际电网规划和运行中的分析方法进行了推广应用研究。通过计算各直流逆变站间、直流与交流枢纽站之间的MIIF指标,分析各逆变站发生同时或相继换相失败的几率大小及可能存在的组合,对发现直流站换相失败的潜在风险及制定相应的预防措施具有一定的指导作用。     

多馈入直流大规模电网机电—电磁混合仿真的程序实现与结果分析

针对多馈入直流大规模电网,提出了实现一种新的机电—电磁混合仿真方法。在网络划分中,将多条直流进行解耦处理,形成单个交流机电网络与多个直流电磁子网的混合仿真计算;在直流电磁仿真中,对换流器进行不同工况划分和等值处理,并与直流线路构成统一的拓扑结构和简单网络,避免了含开关复杂网络的求解;在接口处理中,采用傅里叶变换提取电磁侧接口基波电流,参与机电侧网络的迭代计算,以保证数值稳定;另外,采用适时控制步长的方法,解决交直流大电网仿真可能出现的不收敛问题;最后,将混合仿真的结果与机电暂态仿真程序PSASP进行比较,分析多馈入直流同时换向失败的现象。     

特高压电网对福建电网安全稳定影响研究

分析了交、直流特高压电网对福建电网安全稳定的影响,研究了特高压交流电网、特高压直流系统发生故障时福建电网的安全稳定性以及受端换流站附近交流电网单一或严重故障对直流系统的影响及系统安全稳定水平。分析了特高压电网对福建电网短路电流和无功补偿的影响以及1000kV／500kV电磁环网的解环等问题。结果表明：大容量直流输电系统单极／双极闭锁后主要问题是引起局部500kV网架过载：交流特高压线路单一乃至个别多重故障情况下福建电网均能保持稳定运行。福建电网具有较大的抗扰动能力。     

哈郑风火打捆特高压直流外送电压稳定性分析

针对新疆电网弱送端风火打捆特高压直流外送系统,利用DIg SILENT/Power Factory建立包含哈郑直流输电系统的电网模型,研究不同网源无功分配比例对风火打捆直流外送系统静态电压稳定性和暂态电压稳定性的影响。仿真计算结果表明,稳态工况下,直流配套火电机组输出较大无功功率,有助于提高发生短路故障暂态电压稳定性;交流滤波器输出较大无功功率,有助于清除短路故障后的电压恢复。若交流网与送端换流站无功交换值由原来的1 200 MVar设为8 00 MVar,则有助于提高哈郑直流外送系统的静态以及暂态电压稳定性。     

电网暂态电压稳定的主要影响因素量化分析

摘要： 含多馈入直流输电线路的复杂大型受端系统,由于故障后直流换流器和电动机消耗无功功率急剧增长,使得系统暂态电压稳定性面临严峻考验。以某典型受端电网为例,分析了电网暂态电压失稳的严重问题,基于暂态电压失稳的量化评估指标,深入分析了负荷模型和扰动形式对暂态电压稳定性的影响,并根据该电网暂态电压失稳特点提出了改善暂态电压稳定性的方法,即在电网薄弱站点装设动态无功补偿设备STATCOM。所提出的分析方法与结论对其他电网的暂态电压稳定性分析有一定的借鉴意义。     

华东电网特高压网架电压波动影响因素及波动率指标

华东电网作为世界上特高压直流输电系统馈入最多的受端电网,其电压稳定问题十分重要。阐述了华东电网特高压架构的特点,作为电压波动分析的前提;根据特定特高压变电站数据,详细分析华东特高压网架电压波动因素;对现有标准规范的电压波动指标进行梳理,并结合华东电网运行数据,从时空维度对电压波动情况进行比较分析;针对华东电网的特点,提出抑制特高压网架电压波动的解决思路,为特高压交流系统及其扩建工程系统的电压控制提供运行经验。     

考虑分布式能源集群暂态过电压抑制的交直流混联电网无功优化方法

针对直流故障下高比例新能源交直流混联电网无功盈余而导致的暂态过电压问题,文章提出基于分布式能源集群暂态过电压抑制的交直流混联电网无功优化方法。首先,研究交直流混联电网换流站交流母线处等值交流电网、等值分布式能源集群、等值无功调节设备和换流站的功率平衡特性,考虑直流闭锁故障,研究暂态过程中无功盈余引起的交直流混联电网过电压机理。其次,分别建立包含分布式风电集群、分布式光伏集群和分布式储能集群的交直流混联电网分布式能源集群无功电压响应模型。再次,以最大限度保留动态无功设备的无功回降裕度和减少无功补偿设备投入量为目标,以功率平衡和并网点暂态过电压限值为约束,提出协调分布式能源集群的交直流混联电网无功优化模型。最后,利用修改的IEEE39节点系统以及南方某交直流混联电网实际运行数据进行算例分析,结果表明文章所提方法能够有效抑制交直流混联电网暂态过电压。     

脉动风速和电网故障作用下双馈风电机组传动系统动态响应特性

为研究大容量双馈风电机组在脉动风速、齿轮时变啮合特性和电网扰动等多因素耦合作用下传动系统的动态响应特性,在Matlab/Simulink平台上,采用集中质量法建立了机组传动系统弯扭耦合动力学模型,并结合双馈风电机组运行及控制模型,形成机组传动系统的机电耦合模型,分析了机组在多种脉动风速及其与电网对地短路故障同时作用条件下传动系统的动态响应特性。计算结果表明：机组传动系统对低频振动频率具有欠阻尼特性,当脉动风速的脉动频率接近传动系统的一阶固有频率时会与传动系统产生共振;通过对比有无齿轮时变啮合激励,可以甄别传动系统与齿轮啮合激励的共振点;电网三相对地短路故障引起的传动系统振动最为剧烈,其最大振动峰峰值随风速的增加非线性增大,随风速湍流强度的增加线性增大。     

基于储能装置的风火打捆直流输电系统稳定性研究

当电网侧发生故障或负荷突变时,大规模风电并网直流输电系统的可靠性和稳定性受到冲击。针对系统的安全、稳定运行,文章提出在受端配置超导储能装置(SMES)的风火打捆经直流输电并网拓扑结构。基于双馈风力发电机组和VSC-HVDC系统设计了SMES的控制策略。受端电网发生短路故障或负荷突变时,超导储能装置能保证电网受到干扰后快速恢复,在向系统补偿无功功率的同时提供一定有功支撑,克服故障带给系统的不利影响。通过DIg SILENT软件仿真结果表明:该方案能够有效控制电源侧和电网侧母线电压和频率,改善并网风电场暂态稳定能力以及故障穿越能力,能更好地保证并网系统可靠、稳定运行。