直流孤岛运行协调优化控制研究

基于时域仿真手段全面研究了直流孤岛系统的运行特性,尤其是频率稳定特性。首先研究了直流孤岛系统的无功电压和功角稳定特性;其次在分析频率稳定特性时,考虑两类典型故障对孤岛频率稳定的影响提出了提高频率稳定性的控制措施,研究了水轮机水锤效应系数、调速器增益系数、负荷频率因子和直流频率控制器增益等关键参数与孤岛频率稳定性间的关系,并基于时域灵敏度分析方法给出了参数优化方向;最后提出了协调优化直流频率控制器与配套电源调速器的方案,包括两者死区定值的配合和参数的优化。锦苏特高压直流的实测调试数据验证了方案的有效性。     

青藏直流投运后藏中电网稳定特性研究

藏中电网规模较小,网架结构相对较弱,青藏直流联网工程投运后给藏中电网的安全稳定运行带来诸多挑战,交直流系统稳定问题突出。从联网工程投运前藏中电网的电源特性、大机小网等固有特性出发,结合青藏直流联网以来青藏直流以及藏中电网运行中存在的各种稳定问题,深入分析了青藏直流投运后藏中电网的电源特性变化、稳定特性转化、虎曲线功率送出、直流换相失败、以及交直流影响等安全稳定问题。同时针对西藏电网的运行特性,分析并指出了青藏直流几个重要而特殊的安全稳定运行特性。     

青藏直流联网工程大负荷试验策略研究

分析比较了直流输电工程大负荷试验的双极运行模式、背靠背模式、融冰模式的优缺点,针对藏中电网"大直流、小电网和弱受端"的特点,指出在目前条件下采用融冰模式是青藏直流比较可行的大负荷试验运行方式。结合此种运行方式,分析了在大负荷试验期间正送极或反送极单极闭锁,一极功率因其他原因导致变化而对藏中电网的频率稳定带来的影响,提出了正送极快速功率回降以及联切非故障极的控制策略,同时针对直流系统的这种控制保护策略提出了安稳系统的切机切负荷策略,2种策略相互配合可以有效保证藏中电网的安全。最后通过仿真系统验证了所提控制策略的有效性。     

藏中电网SVC控制策略实时仿真及参数优化

为配合青藏直流馈入,计划在夺底、乃琼和曲哥3站加装静止无功补充装置(static var compensator,SVC),以改善藏中电网电压稳定性,提升直流输送容量。为在实际工程实施前对SVC控制器的控制策略进行仿真校验及参数优化,搭建了基于HYPERSIM实时仿真装置的藏中电网数字仿真模型,并与实际的SVC控制器相连,对SVC控制策略进行了参数优化与实时仿真验证。对藏中电网夏季大方式和冬季大方式等进行仿真试验,相比未加装SVC时,加装SVC后藏中电网具有较好的故障电压恢复特性。仿真结果表明,SVC的控制策略对藏中电网电压稳定具有较好的控制特性。     

水轮发电机调速系统对超低频振荡的影响及模型适用性分析

水电高占比电力系统普遍存在与调速系统相关的超低频振荡风险,而水电原动机复杂的非线性使得此类电网中调速参数的整定缺乏充分的依据。论文建立了调速系统的传递函数模型,从相频特性分析论证了调速系统对超低频振荡的影响机理。通过研究不同负荷和工作水头下原动机相频特性变化规律,提出低水头、高负荷运行工况是适合开展频率稳定分析的保守工况。结合藏中电网频率振荡实例,基于保守工况下的原动机简化模型,对相关机组调速参数开展稳定性分析和优化整定。三年来的运行实践表明,优化后的调速参数较好地解决了藏中电网超低频振荡问题。该文的研究对类似电网调速参数的整定具有参考意义。     

水电高占比电网中水轮机模型对频率振荡特性影响及其适应性分析

在小电网中,频率稳定是系统暂态稳定重点关注对象之一。水电高占比时,水轮机及其调速器模型的准确性直接影响频率稳定分析结果。针对该问题,对比分析了采用理想模型、基于运行点变化模型、传递系数模型的电网频率动态特性。通过水电机组传递函数,量化分析了不同水头高度及机组不同出力运行时的振荡频率和阻尼特性。通过暂态仿真,研究了不同模型对机组不同运行点扰动后的频率的振荡特性。最后给出了适用于工程计算的水轮机仿真模型建议。     

面向风火打捆的特高压直流输电工程弱送端强直弱交耦合特性研究

哈郑特高压直流是我国首个大容量风火打捆直流外送工程,送端电网存在多种安全稳定问题。分析了直流运行特性,提出了过渡期联网运行和孤岛运行的条件。研究了弱送端电网不平衡功率分配特性,为故障后保障重要交流通道安全稳定控制策略的制定奠定了基础。研究了特高压直流输电系统与750 k V交流电网耦合特性,指出配套火电的投运将使吐哈断面稳定问题由动态稳定转变为暂态稳定,二通道同时存在电压大幅波动和暂态稳定问题,给出了故障约束下特高压直流与二通道输电能力。分析了直流对青藏直流及藏中电网频率稳定的影响规律,研究了风火不同比例下直流故障引起的电压波动问题,为西北电网的运行控制提供了参考依据。     

藏中电网SVC配置方案及补偿策略分析

通过建立包含青藏直流系统的2012年藏中电网模型,对SVC投运后藏中电网的运行特性进行研究;提出优化藏中电网SVC动态无功补偿配置措施以改善藏中电网电压稳定性,进而提高藏中电网直流受电能力;并通过仿真验证所提措施的有效性。     

异步联网方式下云南电网超低频振荡的抑制措施与试验

在云南异步联网验证性试验过程中,云南电网频率出现了长时间的超低频率振荡现象,威胁电网的安全稳定运行。在单机系统及BPA仿真系统下分析了水电机组调速器不同参数以及直流频率限制控制器对频率稳定性的影响,通过仿真计算提出了调整云南水电机组调速器死区、优化PI参数等措施,并比较了不同措施的特点。经过实际电网大、小扰动试验验证,本文所提措施可以有效解决异步后云南电网的超低频振荡问题。     

“9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考

小负荷方式下系统的频率稳定形势日趋严峻。针对华东电网"9·19"事故,从负荷模型及调速器/原动机模型角度研究分析了影响华东电网频率响应特性的关键因素。基于实测数据,对华东电网负荷频率响应因子,机组的一次调频限幅、调差系数,以及锅炉主蒸汽压力模型相关参数进行了辨识,复现"9·19"事故的频率响应特性。根据辨识结果反映的问题提出了相关建议。     

阳光电源助力西藏电网检测 解决客户后顾之忧

<正>近日,首例高海拔光伏电站藏标检测工作顺利完成,全部使用阳光电源低电压大功率集中式逆变器的龙源西藏羊八井光伏电站一次性通过检测。该藏标推行将有利于提升西藏地区光伏发电接入,提高西藏电网运行的安全性、稳定性和高效性。今年7月,藏中电网光伏电站功率出现较大波动,导致电网周波跌至49.2赫兹,严重影响了藏中电网的安全稳定运行和电力供应。因此西藏地调在国标之外,特提出了藏标——系统频率低于47赫兹10秒不脱网、高于52赫兹10     

混合型SVC在藏中电网中的应用

针对青藏直流投产初期输电容量较低和藏中电网存在电压和频率失稳风险的现状,提出在藏中电网装设静止无功补偿器SVC来提高青藏直流输电能力和抑制系统故障时电压和频率的波动。对SVC的配置容量、电压等级进行了论证,提出适合工程且较省费用的SVC配置方案。通过系统仿真,对SVC在拉萨燃机电厂开机和停运时的运行特性进行了分析。结果表明,提出的SVC配置方案可增强系统故障时的稳定性,能明显提高青藏直流的输送容量。     

青藏直流联网后藏中电网安全稳定控制系统的重构

青藏直流联网初期,作为青藏直流受端的藏中电网短路容量较小,电网网架较薄弱,导致交直流系统安全稳定问题较为突出,给青藏直流以及藏中电网的安全稳定运行带来诸多挑战。针对青藏直流联网后电网存在的各种稳定问题进行了深入分析,提出了相应的控制对策;提出建设分层分区的藏中电网安全稳定控制系统来保障青藏直流工程和藏中电网安全稳定运行。     

基于参数平面法孤网运行水电机组微分增益稳定性分析

在孤网运行模式下,水轮机调速器需要提供有效的控制行为,来保证系统频率在不可预测的负荷扰动下维持稳定,稳定性是首要满足的要求。本文利用参数平面法对水轮机微机调速器微分增益的稳定域进行了分析,在调速器控制参数决定的立体空间中观察系统稳定区域的变化趋势,获得了微分增益的稳定域。     

计及调速器特性的低频切负荷方案的设计及分析

采用计及调速器的发电机经典模型,设计不同的低频减载方案,并对这些方案在不同系统功率缺额下进行低频减载频率变化的动态仿真来研究计及调速器时低频切负荷频率响应特性。定义了描述系统频率变化特性的指标参数,基于这些参数对仿真得出的频率响应特性曲线进行了定量分析和比较,讨论了切负荷方案设计中动作频率的整定对切负荷效果的影响。最后总结出了在计及调速器时低频切负荷方案设计中动作频率整定应遵循的规律,并给出了切负荷方案与发电机调速器相互协调、配合的关系。     

水轮机调节系统的动态过程特性

定义了水轮机调节系统受到大扰动（空载频率扰动、机组甩100%额定负荷和孤立电网运行）后动态过程的3种典型类型。通过水轮机调节系统仿真,详细分析了各个大扰动工况下3种类型的动态过程特性,并简要分析了动态过程特性类型与调速器比例-积分-微分（PID）参数的关系。     

考虑超低频振荡的水轮机调速器参数多目标鲁棒设计

超低频振荡威胁电网安全稳定运行,可通过调整水轮机调速器参数抑制。水轮机调速器参数设计应同时考虑系统稳定性与跟踪性能,且所设计的参数应具备足够的鲁棒性以应对运行方式变化。首先,利用矩阵扰动理论严格地证明了在超低频振荡频段范围内使用统一频率模型代替复杂完整模型的适用性。在此基础上,基于结构奇异值理论提出一种水轮机调速器参数设计方法。方法中将运行方式变化处理为统一频率模型中的摄动,且在评价输出权函数中包含了稳定性参数与跟踪性能参数,使得所设计参数能同时满足多个运行方式的稳定性与跟踪性能要求。所提方法的有效性通过云南电网算例得到了验证。     

青海—西藏±400kV直流联网工程的启停方法设计

西藏藏中电网处于发展初期,系统非常薄弱,青海—西藏直流接入后形成"大直流小系统"的局面,常规直流10%功率解锁的方式无法适应系统运行要求。为了满足系统安全稳定运行要求,对青藏联网直流系统的最小启停功率和启停方法进行了研究,提出了单极和双极启停方法,以及为实现该启停功率对直流平波电抗器和换流阀等设备的特殊要求。提出的10%额定电流、25%额定电压解锁/闭锁的直流系统启停方法,能够实现单极2.5%额定功率的启动和闭锁,降低了直流启停过程对交流系统的频率冲击,保证了系统的安全稳定运行。该启停功率和启停方法在青藏直流联网工程中应用效果良好。     

调速器参数对水电主导系统稳定性影响及整定

水电主导调频的系统容易发生频率振荡现象,故在整定水轮机调速器PID参数时,往往以频率的小干扰稳定为目标进行优化。本文基于阻尼转矩法,分析了PID参数对频率振荡转矩和低频振荡转矩的影响,并通过四机二区系统进行了验证,研究结果表明,调整PID参数抑制频率振荡的同时,可能会加剧系统的低频振荡。最后提出一种适用于水电主导调频系统的PID参数整定方法,该方法在提高系统频率稳定性的同时,不会恶化弱阻尼低频振荡模式。     

贵州电网孤网运行的高频切机仿真分析

根据贵阳电网实际系统,用NETOMAC程序建立了原动机、调速器、汽轮发电机过速保护和南方电网负荷的详细模型,采用实际系统能提供的参数,缺省参数则通过参照典型数据和现场试验获得,并以贵阳南部电网"7·7"事故仿真研究成果为基础,从高频切机的角度进一步仿真研究当贵州电网与南方电网彻底解列成为孤网运行时贵州电网动态频率异常、频率不稳定性及其控制措施,得出电网一次调频速率合理的限速设置是快速恢复频率稳定的决定性因素的结论.