动态无功补偿装置提高多馈入直流恢复的布点方法

交直流混联系统中交流系统短路故障发生后,由于交流系统电压不能恢复或持续降低而引起多回直流输电系统连续发生多次换相失败甚至闭锁,采用动态无功补偿装置提高多馈入直流换相失败过程中电压恢复。分析了不同地点及程度交流故障下不同补偿装置直流恢复速度,从多馈入直流间相互影响的交互作用因子出发,计及不同直流传输功率故障后对系统稳定性的影响,定义了多馈入直流交互影响权重系数,确定动态无功补偿装置补偿区域边界,考虑动态无功—电压灵敏度以确定动态无功最佳补偿地点,制定了工程实用的多馈入直流系统动态无功补偿装置布点方案。大电网仿真结果表明,在同等容量的动态无功补偿装置下,推荐方案能有效减少交流故障引起的多馈入直流同时换相失败。     

高压直流换流站无功补偿装置及其特性分析

高压直流换流站无功补偿是高压直流输电工程设计的重要内容,从换流站无功补偿装置和换流站无功调节与控制两个方面介绍高压直流输电换流站无功配置的方法,并从稳态和动态的角度分析了各种无功配置方法的性能。总结了并联型无功补偿装置及串联型无功补偿装置的原理、特点和应用,简述了利用交流系统无功支持能力和变压器抽头调节及触发角调节无功。确定了换流站无功补偿应选择合理的无功补偿装置并充分利用交流系统的无功支持能力和高压直流系统调节综合控制换流站无功。     

混合直流输电系统无功协调控制策略优化

针对多回直流落点于同一交流系统,且其中有一回或几回直流为柔性直流工程,构成混合多馈入直流输电系统的发展趋势,建立了一种并联混合型直流输电模型。传统直流输电工程无功控制中的gamma-kick功能用以减轻滤波器投切瞬间对交流系统造成的无功冲击及电压扰动,但该种控制功能以增大关断角,牺牲运行经济性为代价;在并联混合直流输电系统中,通过对柔性直流单元与滤波器投切的协调控制,将滤波器投切过程中馈入交流系统的阶跃型无功功率等效置换成斜线型无功功率,可以减少无功冲击和电压扰动,取代gamma-kick功能。在PSCAD/EMTDC中进行仿真建模,并以电压变化绝对值和电压暂态变化率为指标,对换流母线电压的波动进行定量分析,验证了无功协调控制功能的有效性。     

一种抑制多馈入直流系统后续换相失败的低压限流单元参数优化策略

多馈入直流输电系统受端换流站电气距离近,直流系统与交流系统之间、直流系统与直流系统之间相互作用也更为复杂。当交流系统较弱时,故障恢复期间提供的无功支撑不足,容易引起多回直流系统发生后续换相失败。配置无功补偿装置,优化控制环节参数等措施均有利于改善直流系统的故障恢复特性。基于此,提出一种抑制多馈入直流系统后续换相失败的低压限流单元参数优化策略,利用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)输出的无功大小来衡量直流系统恢复程度,并将STATCOM输出的无功功率和直流电压相结合作为输入信号,随故障发展过程自适应调整低压限流单元输入输出特性,降低系统发生后续换相失败的概率。在PSCAD/EMTDC中搭建含STATCOM的双馈入直流输电系统模型,仿真结果验证了所提策略的有效性。     

500 kV直流融冰兼动态无功补偿系统研发与工程试点

介绍了以金华500 kV双龙变电站为工程试点的500 kV直流融冰兼动态无功补偿系统,叙述了可控整流器型直流融冰兼动态无功补偿装置、融冰专用直流母线及移动式母线连接器的原理、结构、功能与特点.该系统采用多项专利技术,具有在直流融冰与无功补偿2种工作模式之间切换时不改变直流融冰兼动态无功补偿装置内部主电路和控制程序结构,只需通过外部隔离开关矩阵的简单切换操作,即可在对电网运行影响最小的前提下实现工作模式切换,以及融冰模式下同一线路不同相别或不同线路之间的平衡(循环)融冰切换操作等突出优点.     

多馈入直流系统换流母线动态电压稳定性分析

直流输电系统中换流器运行时消耗大量的无功功率,致使逆变侧的电压稳定问题最为突出,若所联交流系统强度较弱,则电压稳定问题更为严重。近年来,国内直流输电系统陆续投产,直流系统间的相互作用使得多馈入直流系统的电压稳定性更为复杂,仅研究单条直流系统的电压稳定性已无法满足工程实际需求。以两馈入直流系统模型为例,研究换流母线补偿的无功大小、直流间耦合程度、以及多馈入短路比大小对多馈入直流系统换流母线电压稳定性的影响。NETOMAC仿真结果表明,在多馈入直流系统中,在一定范围内增大换流母线无功功率补偿、减小直流系统间电气距离、增大所联系统多馈入短路比均对动态电压稳定有利。     

交直流混联电网下直流输电系统运行面临的挑战及对策

目前,国家电网公司已经投运了十三回特高压直流输电工程和多回常规直流、柔性直流工程,实现了大区电网之间利用远距离直流和背靠背直流的异步互联,形成了复杂的大型交直流混联系统.该文从直流输电控制保护基本特性出发,分析了直流系统与交流系统、直流系统与新能源之间的相互影响以及直流系统对电网三道防线的影响,总结了近年来由于多回大容...     

混合多馈入直流系统VSC-HVDC和滤波器的无功协调控制

为了减少常规直流输电(LCC-HVDC)的滤波器投切,充分利用柔性直流输电(VSC-HVDC)的无功调节容量和其动态调节无功的优势,提出一种适用于LCC-HVDC和VSC-HVDC电气距离较近情况下的混合多馈入直流系统的无功协调控制策略.分别分析了LCC-HVDC和VSC-HVDC的无功控制原理及其控制特点,基于滤波器投切和VSC-HVDC两者的无功控制优势,设计了混合多馈入直流系统的无功协调两级控制模块,达到减少滤波器投切,抑制暂态低电压和过电压的目的.在PSCAD/EMTDC中搭建混合多馈入直流系统模型并进行仿真验证,仿真结果表明所提协调控制策略的控制效果优于VSC-HVDC采用定无功功率控制和定交流电压控制.     

考虑抑制MIDC后续换相失败风险的节点差异化动态无功补偿方法研究

多馈入直流系统(multi-infeed direct current,MIDC)多回直流间电气联系紧密,交流侧故障导致的换相失败若无干预极易引发后续连锁反应直至直流闭锁,严重毁坏系统安全稳定。动态无功补偿装置可在电压跌落瞬间为换流母线提供有效支撑,抑制直流后续换相失败风险,但由于配置成本较高,大规模应用仍较为困难。为合理降低动态无功补偿配置成本,提高配置方案的经济性和实用性,提出一种考虑抑制MIDC后续换相失败风险的节点差异化动态无功补偿方法。首先对后续换相失败发生机理进行分析,提出一种抑制后续换相失败风险效果的评价指标;根据节点特性对候选补偿节点进行了换相失败关联度的评估和预分区;建立了抑制后续换相失败风险的节点差异化动态无功补偿装置配置模型,利用基于精英改进策略的“教与学”优化(teaching-learning-based optimization,TLBO)算法求解该模型,得到了灵活考虑经济效益与无功补偿效果的动态无功补偿装置差异化配置方案;最后在PSD-BPA和MATLAB联合仿真平台上,用华东电网实际算例验证了所提方法的合理性与有效性。     

MGP提高直流送端新能源动态无功补偿能力研究

高压直流输电线路送端常伴随一定比例的新能源电源接入,新能源占比过高会导致电网动态无功补偿能力不足,并降低送端系统电压调节能力和直流线路有功功率传输稳定性。同步电机对系统(motor-generator pair,MGP)具备动态无功补偿能力,能较好满足新能源电场与直流输电线路送端暂态无功需求。本文根据MGP的系统结构和数学模型,分析了MGP提供动态无功补偿的响应过程,得出适当减小Xd″、Xd′、Td0′与励磁调节器励磁增益倍数可以增强MGP无功输出能力的结论。对比了交流系统不同程度电压降落下MGP的动态无功响应能力;在此基础上,还研究了改善MGP系统结构参数后其无功补偿能力的提升表现。仿真结果表明:交流系统电压跌落幅值越大,MGP的动态无功补偿能力越强,更有利于维持直流线路功率传输稳定;改善MGP系统参数后,其动态无功响应能力得以进一步增强。     

华东多直流馈入系统换相失败仿真研究

基于2013年华东电网夏季高峰方式,经动态等值在电磁暂态程序上建立交直流输电系统研究模型,采用了与工程控制保护一致的详细模型,建立了多直流馈入输电系统模型,首次实现了南瑞、许继以及ABB公司多种技术路线直流控制保护详细模型的有效结合;针对葛南、林枫、宜华、复奉、锦苏、龙政6回直流落点华东交流系统发生单相和三相故障时,直流系统发生换相失败的情况及交直流系统动态性能进行了研究;给出了换相失败持续时间和直流恢复时间的统计结果;分析了逆变站与交流系统交换无功功率在故障及其恢复期间的变化情况。研究结果表明即使华东地区6回直流同时发生换相失败,交直流系统均可以正常恢复。最后通过仿真计算给出了华东地区发生单相和三相故障可能导致华东6回直流同时换相失败的区域。     

云南电网与南方电网主网异步联网实施阶段的系统风险分析

云南电网与南方电网主网异步联网实施期间,系统稳定特性将会发生显著变化。异步联网实施期间云南电力送出断面需要断开不同的500 k V交流联络线,同时由于鲁西背靠背直流、永富直流工程投产时间的不确定性,不同的异步联网过渡方案将影响电力系统的安全稳定。为了降低系统运行风险,本文提出了异步联网工程实施阶段的过渡运行方式,分析了系统稳定特性的变化规律,重点研究了电力系统稳定控制的系统适应性、第三道防线的配置、鲁西背靠背和永富直流的工程调试等方面,为提高电力系统安全稳定水平提出了合理建议。     

云南电网直流背靠背工程方案比较

针对云南电网的动态稳定和滇西北富裕电力外送的存在问题,提出采用直流背靠背工程隔离滇西北中小水电和云南主网的工程设想,提出3种方案:剑川方案、黄坪方案和苏屯方案。通过技术经济比较,推荐剑川方案作为直流背靠背工程实施方案。进一步分析了剑川方案中直流逆变侧交流系统强度、直流背靠背故障对云南电网稳定的影响,以及直流背靠背对云南电网各个断面外送能力的改善。最后,建议将直流背靠背工程与500 kV串补工程相结合。     

柔性直流输电应用于南方电网的研究

柔性直流输电技术具有可控性强、对环境影响小、适合中小容量电力远距离输送等优点。总结和分析目前国内外关于柔性直流输电技术应用与设备的相关信息,结合南方电网规划和能源结构发展趋势,研究柔性直流输电技术在南方电网应用的必要性、可行性及应用前景,并提出南方电网应用柔性直流输电技术的如下可能项目：大规模海上风电场接入系统;实现区域联网以便提高电网供电可靠性;应用于珠三角等大城市负荷密集地区供电;向远方孤立负荷供电。     

东北-华北联网高岭背靠背直流工程动态性能研究

东北-华北联网高岭直流输电工程是目前世界上容量最大的背靠背工程。为了验证和评估直流系统的动态响应性能,专题开展了高岭直流输电工程的动态性能研究工作。文中以2008年冬季大负荷方式作为研究的基本方式,仿真分析了直流控制系统的小信号稳定性和暂态响应,以及交流系统和直流系统发生严重故障时控制系统的响应性能。结果表明高岭背靠背直流输电系统具有良好的动态特性。     

国内外海底电缆输电工程综述

综述国内外从20世纪90年代以来区域电网互联海底电缆输电工程建设,分析各国跨海域联网工程发展趋势,为国内跨海联网工程建设输电电压方式的研究,尤其是海南联网二期工程电压方式的选择提供借鉴和参考。讨论了直流输电用于海缆工程的优点与固有缺陷以及柔性直流技术应用于海底电缆输电工程的优势。     

藏中联网后西藏电网安全稳定特性及控制策略分析

500 k V藏中联网工程投运后,西藏电网与西南主网联为一体,解决了长期困扰西藏地区的缺电问题。然而,联网初期由于长链式交流通道稳定水平低和柴拉直流与交流通道交互等因素的影响,西藏电网产生了新的安全稳定问题。针对藏中联网工程投运后存在的典型安全问题进行分析,如柴拉直流与交流通道交互影响、西藏电网负荷特性对藏中孤网的影响及500 k V/220 k V电磁环网的影响,讨论其安全稳定控制策略。     

云南电网外送交直流潮流最优分配研究

云南电网是中国西电东送能源战略的重要组成部分,"十二五"期间拟将建成五回直流,形成一个大型的交直流混合输电系统,不同的交直流输电通道的功率分配,将产生不同的输电损耗。为使潮流分布更为合理,实现减少输电损耗、实现节能降耗的目的,建立了交直流输电最优损耗模型,并采用粒子群优化算法(PSO)计算交直流通道潮流的最优功率分配。优化后南方电网网损下降约1%～6%,效果明显。     

基于PSModel的江苏电网机电-电磁混合仿真

江苏电网直流输电发展迅猛,未来将通过直流输电受入大量功率。在电网运行过程中,交流电网故障将通过换流站母线对直流输电运行产生影响,可能造成直流输电发生换相失败等,而目前电力系统稳定分析所采用的机电暂态仿真手段可能无法准确反映该动态过程。文中分别采用机电仿真软件BPA和机电-电磁混合仿真软件PSModel(power system model)2种仿真工具,对比仿真分析和研究了江苏电网交流故障对直流输电运行的影响,相关结论为电网运行分析工作提供建议和参考。