小规模电网安全稳定实时控制系统研制与应用

分析了稳定控制系统策略的三种实现方式的优缺点,提出了在小规模电网开展在线实时稳定控制系统研究应用的需求。介绍了基于超实时仿真算法的在线实时稳定控制系统的实现方案,包括硬件结构、软件结构和关键技术指标。阐述了系统涉及的关键技术问题,包括超实时仿真算法、稳控决策、高速实时通信方案以及多种决策方式的协调方案。该系统在独立局域电网和企业自备电网的应用,验证了其工程实用性。最后,展望了在大规模电网推广在线实时稳定控制系统的研究方向。     

电网安全稳定控制技术实时仿真试验研究平台:（二）应用实例

基于电网安全稳定控制技术实时仿真试验研究平台,对中国南方电网三道防线中多个稳定控制系统进行了试验和研究。采用复杂大电网实时仿真建模技术,对云广直流安全稳定控制系统进行了试验研究,验证了该平台对交直流大型电网的实时仿真能力;采用广域安全稳定控制系统实时仿真场景构建技术,开展了云南电网小水电群广域振荡解列控制系统试验研究,体现了该平台开展基于广域信息的稳定控制技术的研发能力;采用多时间尺度多区域稳定控制综合协调技术,完成了云广特高压直流孤岛机网协调控制系统的研究,充分利用了平台控制器模型的自定义功能。应用实例表明,所构建的平台是交直流大电网安全稳定控制技术试验研究的有效途径和重要保障。     

电网安全稳定控制技术实时仿真试验研究平台 (一)架构与特征

大型电网安全稳定控制系统的研究、设计和试验是当前电力工业的难题之一。分析了大型电网安全稳定控制系统研发和试验各环节中现有方法存在的问题,提出了基于实时仿真技术进行安全稳定控制系统研发和试验的方法。设计和建立了基于实时数字仿真器(RTDS)技术的安全稳定控制技术试验研究平台,集成了多时间尺度的安全稳定控制技术及装置,构建了接近于实际电网运行工况的仿真环境,可满足大型交直流电网三道防线各种稳定控制技术的研发和试验要求。     

安徽电网安全稳定分析及措施的研究

本项目从安徽电网静态安全稳定仿真分析、动态稳定分析、三道防线协调控制分析、连续3年小干扰分析4个方面研究了电网安全稳定问题;在对发电机组同调性和振荡中心分析研究的基础上,提出了安徽电网第二、三道防线的配置原则、防线措施的协调控制关系和协调配合建议;分析了在电网结构改变较大、电源点急剧增加的特殊建设时期（2006年-2008年）电网动态稳定演变过程.     

与华东联网后福建电网的稳定控制探讨

分析了福建与华东联网对福建电网安全稳定的影响及电网稳定的新特点。针对联网后福建电网安全稳定问题,提出了相应的安全稳定措施。对联网后福建电网第三道防线的设置方案及存在问题进行了分析,对福建电网结构和电网规划提出了建议。     

受扰电压轨迹判别技术在地区电网的应用研究

介绍了受扰电压轨迹的暂态失稳判别技术的主要机理及算法实现步骤,以2014年贵州六盘水地区电网为研究平台,研究电源密集送出地区电网的安全稳定问题,揭示电网运行风险。通过对六盘水地区电网实际系统进适应性仿真,结果表明基于受扰电压轨迹的暂失稳判别方法简单可靠、判别速度较快,且无需健全的广域测量环境。根据主要站点母线电压进行监测设计,提出紧急控制系统的示范应用方案,将其与传统安全稳定控制系统有效配合,并作为电力系统第二道防线的后备,保证了电网更加安全稳定运行。     

三道防线协调配合保证电网稳定运行

分析了四川电网发生的一次N-2故障。相关继电保护装置快速正确动作切除故障,在受端电网成为孤网、功率缺额接近地区负荷的50%紧急情况下,安全稳定控制系统主站正确判断出故障形态,根据策略表发出切负荷指令,各切负荷子站正确切除负荷,低频减载装置又补充切出部分负荷。电网的三道防线在故障的各阶段分工明确,成功地避免了一次电网瓦解事故:证明了三道防线协同配合对电网承受多重故障的考验、防止系统崩溃具有十分重要的作用,是电网安全稳定运行的重要基础。加强三道防线建设,以提高电网的安全稳定运行水平     

山西电网安全稳定实时预警协调防御系统成功投运

山西电网安全稳定实时预警协调防御系统日前成功投运。通过构建“电网实时监视-扰动识别及告警-稳定分析评估及辅助决策-实时紧急控制及安自装置离线策略校核-第三道防线校核”一体化监控平台,统一了电网全过程分析的仿真计算模型和参数,实现了电网在线安全稳定分析评估、调度操作前模拟潮流计算及暂态仿真,以及离线方式仿真计算,为电网调度、运行方式安排、网架建设提供了先进的监控及计算分析手段。     

基于大湾区外环的柔性直流互联方案

面对日益严峻的短路电流超标、交直流交互影响、第三道防线难以有效设置等问题,广东等多直流馈入受端电网分区构网需求迫切。为协调分区与系统稳定、网架可靠性等方面的矛盾,支撑区内电力消费增长和大规模清洁能源接入,提出了建设大湾区外环的设想,并对广东电网大湾区外环覆盖范围、分区划分和外环容量选择等关键问题进行了具体论证,形成了基于大湾区外环的柔性直流互联构网方案。经仿真分析,该方案符合安全标准,可提升广东电网容量至预期水平且有效应对了短路电流超标、交直流交互影响突出、第三道防线难以有效设置等问题。     

电网稳定防线实时监测与分析系统

电网稳定防线实时监测与分析系统通过采集实时和未来方式的电网运行数据,将实时的稳定水平计算、短路电流计算结果与电网稳定限额、继电保护定值进行校核,以确保第一道防线的安全;通过采集安全自动装置实时数据,并模拟实际运行方式     

风光火打捆多直流弱送端电网安全稳定防御系统研究

风光火打捆多直流弱送端电网新能源占比高、直流外送规模大、系统转动惯量水平低,交流网架承载能力弱,功角、频率、电压稳定问题突出。文中在总结西北电网风光火打捆后新的特性基础上,分析了当前电网安全运行面临的问题,指出现有感知、控制手段的不足。重点研究了风光火打捆多直流外送电网安全稳定防御系统的构建方案,阐述了防御系统的主要功能,即同步稳定控制、频率控制、全过程电压控制等,介绍了多资源广域协调控制和新能源全景监控等关键技术。评估效果表明,防御系统建成后可有效应对特高压直流的故障冲击,有效阻断连锁反应,提升西北电网的安全稳定运行水平,指导风光火打捆多直流弱送端电网的控制技术发展和工程实践。     

毕节新能源送出电网故障分析及送电能力提高措施分析

电网稳控系统作为整个电力系统的重要保护手段，可以避免电网故障进而引发大范围停电的情况发生，是保证电网安全稳定运行的重要防线。首先，分析了毕节新能源建设工程情况；其次，根据该区域电网2023年网架情况，对该区域内电网交流系统进行了详细的稳定计算，分析系统存在的稳定问题和薄弱环节；最后，针对不同的交流线路故障，提出提高毕节新能源送出的措施建议，为该区域大电网安全运行提供保障。     

高比例水电多直流送端电网频率稳定协调控制技术及实践

针对异步联网运行后,高水电占比多直流外送西南电网面临的超低频振荡和频率失稳风险,构建了高比例水电多直流送端电网频率稳定控制框架。在传统控制措施基础上引入直流频率控制和紧急调整功能,提高送端电网频率稳定防御能力。基于直流频率控制器对送端电网频率响应特性的影响分析,提出了直流频率控制器与一次调频的配合关系以及考虑直流功率偏差的二次调频方法。提出了兼顾频率稳定和故障后潮流控制的多直流协调紧急功率调制方案。并通过实际故障后交直流协调控制系统实际动作情况,论述了频率稳定协调控制技术的有效性。     

水电汇集多直流弱送端电网稳定控制及系统保护方案

渝鄂柔性直流背靠背和藏中-昌都联网工程投运后,具备水电汇集多直流弱送端特征的西南电网规模显著减小且长链式弱互联结构突出,电网安全稳定特性面临深刻变化。在深入分析西南电网运行特性和面临风险的基础上,指出了现有安全稳定控制策略的不足,提出了适应西南电网差异化稳定控制需求的系统保护架构和功能配置方案,并阐述了其关键技术。该系统中全网功角稳定控制、频率控制、电压控制、低频振荡和超低频振荡抑制,以及全景状态感知与监测等功能,可提高西南电网水电送出能力,支撑西南乃至国家电网安全稳定运行。     

考虑配网负荷曲线特性的低频减载执行方案调整方法

在我国交直流电网互联规模及新能源发电并网容量持续扩大背景下,系统发电侧面临的有功缺额风险增加,这对电网第三道保护防线低频减载方案在地市电网的执行可靠性提出了更高的要求。针对现有执行方案轮次线路调整方法下执行合格率较低、稳定性较差及时效有限的不足,提出一种考虑配网线路负荷特性的轮次线路调整方法。基于低频减载方案设计执行评价指标,建立执行方案线路调整优化0-1整数规划模型,并加入考虑线路相对全网负荷曲线趋势相似性及线路负荷曲线波动性的诱导函数,实现算法流程设计。基于实际工程案例进行实证分析,证明了所提方法下轮次执行合格率及稳定度、应用时效相对现有方法均更优。通过建立低频减载执行方案评估决策系统,有效提升执行方案管理智能化水平,对地市电网低频减载执行方案的调整优化具有一定的参考意义。     

直流馈入受端电网暂态电压与频率稳定紧急协调控制策略

为应对多直流馈入受端电网直流闭锁故障导致的暂态电压和暂态频率稳定问题,提出一种综合考虑直流功率紧急提升、调相机紧急控制和切负荷的紧急协调控制策略。首先,采用了基于多二元表的暂态稳定裕度指标,分析了直流功率紧急提升和调相机紧急控制对受端电网暂态电压稳定的影响,提出了受端电网多控制手段紧急协调控制方案。其次,基于该控制方案,计及暂态电压和暂态频率稳定约束,以控制代价最小为目标,建立了多控制手段下受端电网紧急协调控制优化模型。然后,采用灵敏度法将模型线性化,考虑了直流功率紧急提升对暂态电压稳定的负面影响,并采用逐次线性规划方法求解。最后,通过华东电网实际案例结果验证了所提控制策略的有效性。     

系统保护中跨区直流频率调制与紧急功率支援的协调控制

为了保障中国特高压交直流混联电网的安全稳定运行,国家电网有限公司积极开展电网系统保护的构建,以提升电网的综合安全防控能力。但随着跨区直流作为灵活控制资源在系统保护中的应用,必须考虑直流功率快速变化会同时对送受端电网造成影响。在梳理中国电网系统保护建设的基础上,系统分析了基于频率响应的直流频率调制对大区电网系统保护的影响,进而从保障电网安全稳定运行和提高跨区控制资源利用效率的角度,提出了综合电网就地和远方信息的直流频率调制与紧急功率支援的协调控制方案,实现大区电网系统保护间的协调动作。最后,基于实际电网仿真算例验证了所提控制方案的有效性。     

西南电网交直流协调控制系统设计与应用

中国渝鄂背靠背柔性直流工程投运以后,异步运行的中国西南电网面临的主要问题变成了自身频率问题,而现有安控系统只能解决局部问题,因此需要构建西南电网交直流协调控制系统。在处理手段、协调方式和构建模式上,对设计西南电网交直流协调控制系统进行了解析。详细阐述了系统的总体架构,在站点配置和通信设计方面介绍了建设的原则。从西南电网交直流协调控制系统的设防原则和控制策略方面详细说明了交直流协调控制系统的功能和作用,并且将构建的交直流协调控制系统应用于实际西南电网中,同时进行了详细的试验验证。     

直流系统参与电网稳定控制应用现状及在安全防御体系中的功能定位探讨

根据交直流电网安全稳定控制需求,分析了直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制、无功调制等附加控制功能及其应用现状,比较了新旧版本《电力系统安全稳定控制导则》对直流系统参与电网稳定控制定位的阐述;在此基础上,结合我国电网特征及发展趋势,探讨了直流系统多种附加控制功能在电力系统安全3道防御体系中的定位,并给出了建议.