特高压输电线路端电压控制域的计算方法研究

采用特高压现有无穷大电势源等值法获取端电压二维控制域时,会得出投入容性无功补偿将降低特高压沿线电压这一"错误"结论,对此研究证明:变压器中压侧绕组等效阻抗为负是造成二维电压运行下限上移的主要原因.提出了一种新的等值电势源法,即将华中电网和华北电网分别等效成含内阻抗的电势源.采用该等值方法时,无功补偿装置的投切所引起的电压控制域的变化趋势与电压无功理论相符,同时还可以考虑线路输送功率变化时,由线路功率和两端母线电压共同形成的三维控制域.     

淮苏沪交流特高压线路无功电压特性分析

了解交流特高压线路的无功电压特性对电网的安全稳定运行至关重要。利用BPA软件搭建淮南—南京—上海特高压潮流等值系统,对线路的感性无功补偿度、高峰和低谷方式下无功平衡情况进行分析;计算出反映输电能力和无功平衡状态分界点的自然功率及广义自然功率;分析输电线路在不同运行方式下的沿线电压分布特性。计算结果表明:特高压输电线路的无功补偿充足,满足高峰和低谷方式下的无功需求;广义自然功率约为自然功率的28.65%~100%;在5中不同运行方式下沿线电压幅值的最大值出现在泰州站和苏州站之间且电压能够控制在合理的范围内。淮苏沪特高压交流输变电工程的无功资源配置情况,满足其安全稳定运行的要求。     

基于线路阻抗补偿的直流微源并联均流控制策略

针对直流微电网内微源变流器间的自主均流控制及母线电压的二次跌落问题,提出一种基于线路阻抗补偿的多源均流控制策略,利用改进频率注入法的反馈机制使各变流器总等效下垂系数相等且为最小线路阻抗值,进而获得各变流器线路阻抗的补偿信息;再将主动频率注入法切换至传统下垂控制,利用所得线路阻抗补偿值刷新各变流器下垂系数,从而满足功率精确分配的要求。该方法仅利用变流器本地信息,在保证负荷功率分配精度的同时,有效改善了由频率注入法带来的电能质量问题,同时避免了传统下垂控制造成的母线电压二次跌落问题。利用小信号建模分析了系统的稳定性,同时为验证该策略的控制效果,搭建了相应的直流微电网仿真模型和HIL StarSim实验平台,结果表明所提策略能够有效完成母线电压稳定和负荷功率精确分配的控制目标。     

微电网中基于复合虚拟阻抗的同步电压源控制策略研究

传统的基于下垂特性曲线的同步电压源控制没有考虑分布式电源之间线路阻抗的影响,直接应用于微电网中分布式电源的控制,会影响系统的稳定性和功率均分。本文提出了一种基于复合虚拟阻抗的改进同步电压源控制,引入复合虚拟阻抗削弱线路阻抗模型中阻性成分带来的功率耦合,引入公共负荷点电压反馈,通过改进电压/无功下垂控制解决线路阻抗标么值不等带来的无功功率均分问题。采用改进的同步电压源控制能够实现系统功率的准确均分,并且改善系统的供电质量。仿真结果验证了本文控制算法的有效性。     

基于稳态特性的特高压半波长与直流混联系统电压无功控制

基于半波长输电系统准稳态模型,建立了特高压半波长与直流混联系统,即通过直流线路异步联网的系统间接入半波长输电线路的系统方程,结合直流线路滤波器投切、送受端无功补偿装置等,研究了半波长输电线路两侧端口处系统电压和无功特性,提出了半波长不同送电功率和直流运行功率变化时基于系统的稳态潮流特性的特高压半波长与直流混联系统的送受端联合电压无功控制方案,分析了不同送电功率和负载功率因数情况下半波长输电线路的电压和电流分布特性,以及直流运行功率变化对半波长输电系统潮流电压的影响。     

特高压交流输电系统无功与电压的最优控制策略

特高压输电是我国电网发展的必然选择,无功电压控制是特高压关注的研究课题。定义了穿越无功,分析了分布参数下长线路充电功率、无功损耗、沿线最高电压及其位置,从穿越无功产生的原因深入分析了特高压无功补偿需求、无功补偿量、变压器无功损耗以及低容或低抗投切组数与首末端电压模值比的关系,由此提出了以穿越无功最小为目标的特高压无功和电压最优控制的数学模型,并给出了最优解的数值算法。算例仿真证明最优控制策略和算法有效。     

基于等效阻抗的逆变器并联与环流抑制研究

低压孤岛微电网系统中,由于线路呈阻性,应用传统下垂控制往往存在功率耦合,当含有本地负荷时传统控制策略更加难以实现功率均分以及环流抑制.对此,此处提出了一种等效虚拟阻抗的逆变器并联控制策略以降低线路阻抗和本地负载不相等时引起的无功功率均分误差.首先分析环流和功率特性,得出端电压和线路阻抗与无功功率和环流之间的关系,基于等效阻抗计算方法对本地负荷和线路阻抗等效计算,根据等效阻抗设计虚拟复阻抗实现功率解耦控制.同时对传统下垂控制引起的电压跌落问题加入线路阻抗电压以及电流偏差补偿控制策略,缓解功率均分和端电压降落之间的内在矛盾.实验验证了该方法的有效性.     

应用动态虚拟阻抗的光伏微网新型下垂无功补偿控制

在光伏构成的交流微网系统中,逆变装置通过公共连接点与大电网相连,通常采用下垂控制来维持光伏电源点的功率平衡和电压稳定,其中电压稳定通过无功补偿来实现.在光伏微网实际系统中,电压调节过大会引起电气设备脱网,针对此问题本文提出一种下垂无功补偿控制方案,具体是引入新型下垂系数来增加无功补偿动态性能.由于输电段线路阻抗不匹配,造成无功分配存在误差,针对此问题本文提出一种虚拟阻抗来提高无功分配精度,具体是采用动态虚拟阻抗来改善系统的阻性特征,补偿压降.将上述策略通过Matlab/Simulink仿真和实验来验证本文所提方案可以有效提高光伏微网控制性能.     

基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术

为实现逆变器并联系统在线路阻抗不同情况下实现功率均分和环流抑制,同时为了提高系统的动态响应,提出了一种改进的逆变器并联下垂控制方法。针对传统下垂法反馈信号不可能准确测到等效线路阻抗后的公共节点电压,采用逆变器输出端电压推导出了改进功率计算公式,提高了微电网逆变器并联均流控制器的控制精度;针对微电网逆变器并联时不同电压等级连接线路阻抗不同引起的无功环流,设计了线路压降补偿环节,改善了逆变器并联系统的均流性能;针对利用低通滤波器计算功率时对并联系统动态响应的影响,在传统下垂法的基础上增加积分环节和微分环节,加快了系统的动态响应,消除了静态误差。仿真结果表明,该改进下垂控制法可以很好地实现逆变器的功率均分和环流抑制,提高了系统响应速度。     

低压微电网下垂控制策略研究

在孤岛模式时通过把逆变器等效输出阻抗设计成近似感性的前期条件下采用频率/有功、电压/无功的传统下垂控制法,但由于输出的无功与线路阻抗有关而各逆变器位置分散使连接线路阻抗存在差异,故难以实现无功功率的合理分配。本文分析传统下垂控制原理,并通过虚拟电抗法把逆变器的等效输出阻抗设计成近似感性,在此基础上采用一种改进下垂控制策略。该策略通过调节下垂控制中的参考电压来大致补偿线路阻抗差异上的电压降落,同时配合一个动态下垂系数来代替传统的固定下垂系数动态调节输出的无功功率,从而改善微电网无功功率输出的分配精度抑制系统环流。最后通过MATLAB/Simulink搭建两台逆变器并联运行模型并采用传统下垂控制与改进下垂控制相比较的方法验证改进控制策略的可行性。     

特高压电容式电压互感器介损和电容测量方法分析

电容式电压互感器（CVT）的电容量和介质损耗角的测量是检验设备绝缘性能的一项重要试验,特高压1 000 kV CVT因其具有自身独有的特性,其试验方法也具有特殊性。比较系统地介绍了特高压变电站中2种不同结构的500 kV CVT电容量和介损的测量方法。主要针对1 000 kV电容式电压互感器结构特殊性采用了一种新的试验方法,通过现场试验,测试结果符合特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准要求,证明采用外高压、内标准、正接法测量CVT中压臂电容C2是可行的。     

可控型混合无功补偿对瞬态恢复电压影响研究

可控型混合无功补偿(hybrid reactive power compensation, HRPC)对输电线路暂态特性的影响亟待研究。在分析可控型混合无功补偿结构功能的基础上,以晋东南-南阳-荆门特高压示范线路为背景,建立特高压混合无功补偿线路单相接地故障等效模型,研究可控串联补偿+可控并联电抗器(thyristor controlled series compensation + thyristor controlled transformer, TSCT+TCT)混合无功补偿对断路器开断特性的影响。基于拉氏变换和等值参数集中电路,分析瞬态恢复电压(transient recovery voltage, TRV)影响因素,得出瞬态恢复电压随可控型混合无功补偿度变化规律。利用PSCAD/EMTDC,研究安装可控型混合无功补偿前后对瞬态恢复电压的影响,验证分析方法的有效性。结果表明：随着可控型混合无功补偿度的增加,TRV峰值和上升率RRRV不断增大,而TCT对瞬态恢复电压影响较小。     

特高压电网无功电压控制策略迭代求解方法研究

传统的特高压电网无功电压调节多从抑制电压越限角度出发,缺乏对多方面信息综合考虑。文中提出了一种基于改进层次分析法的特高压电网无功电压优化控制方法,构建了特高压变电站电压安全、无功交换、电网损耗等三维度量化评价指标,综合考虑3个方面的优化目标,应用层次分析法计算得到特高压变电站无功电压调节需求综合权重,确定优化方向,通过迭代求解,得到电网全局优化策略。基于华北电网实际数据,仿真验证了该方法的有效性和合理性。     

考虑线路潮流波动对母线电压影响的特高压交流电网电压控制策略

为了提升特高压交流电网母线电压的控制效果,根据特高压电网建设现状,分析了线路潮流波动对母线电压的影响,提出了以削弱电网潮流波动对特高压母线电压影响程度为最终目的,以电压控制实际值与目标值之差最小和系统动态无功储备增量最大为目标函数的控制策略。针对线路无功潮流对母线电压的影响,在目标函数中引入变电站间的无功电压灵敏度系数以降低变电站间无功功率流动量。实际电网仿真结果表明:所提控制策略能有效改善电压的调节效果,降低动态无功补偿的投入容量。     

特高压CVT电容分压器的宽频建模

特高压电容式电压互感器（CVT）作为特高压电网中重要的一次设备,其电容分压器承受着来自电网的特高电压,建立特高压CVT电容分压器的宽频模型对研究其过电压分布具有重要的意义。通过网络分析仪测量特高压CVT电容分压器的宽频阻抗参数,然后利用矢量匹配法对测量到的宽频阻抗参数进行有理函数逼近,再通过电路综合理论得到特高压CVT电容分压器的宽频等效电路。通过对2台电容分压器的测量和建模结果进行对比分析可知,该方法适用于建立特高压CVT电容分压器宽频等效电路模型。     

特高压电网无功补偿设计和运行方法研究

介绍基于经济压差无功潮流的特高压电网无功补偿设计和运行方法,并举例说明这种方法的实用性、可操作性和科学性。验证当线路跳闸使负荷转移进而引起大幅度电压降低时,如果用磁控电抗器(MCR)作高压电抗器,将导通角立即全关,能迅速提升电压。该方法在全网无功优化和经济运行中有较好的应用前景。     

现场局部放电试验对称加压方式的补偿电抗器参数研究

特高压换流变压器的现场局部放电试验电压等级高,现场环境复杂,试验要求高。在对称加压方式下,存在被试品端部电位差大,电抗器补偿调节和电压电流测量不便等问题。为获得合理的电抗器补偿方式,减小对称加压方式下各端部电压差,研究了特高压换流变压器电容网络的等效方法,并根据现场试验的参数进行仿真研究,获得了补偿电抗器参数。     

特高压1100 kV GIS现场交流耐压试验技术

为了减少开展特高压1100 kV GIS现场交流耐压试验时可能出现的问题,立足于近年来国内特高压站GIS现场试验积累的经验,从特高压1100 kV GIS的结构特点、试验方案的选择、试验频率和加压程序的考虑、试验接线中的注意事项及试验判据等各个方面对特高压1100 kV GIS现场交流耐压试验技术进行了系统性的介绍。并详细地分析了试验过程中的关键点,给出了试验参数估算的算例,为设备配置和试验电源选取提供依据。特高压1100 kV GIS交流耐压试验电压高、设备容量大、套管高度高,给现场试验带来诸多难题,应提前做好充足的准备。     

CPT系统输出电压主动控制技术

针对CPT(Contactless Power Transfer)系统负载切换时造成输出电压不稳定问题,分析了CPT系统输出电压调压方法,提出了通过调节输入电压来控制输出电压的主动控制方法.通过分析及数学推导,建立了拾取电路的等效电路模型以及CPT系统电路的阻抗模型,进而建立了输入电压与输出电压的关系模型,通过实验验证...     

特高压输电线路过电压及抑制保护控制

在特高压研究中,过电压的研究是其他课题研究的前提和基础,是能否采用特高压输电的关键问题之一。特高压输电线过电压有外部过电压和内部过电压。与雷电过电压产生原因单一不同的是,内部过电压因产生原因、发展过程、影响因素的多样化而具有种类繁多、机理各异的特点。特高压系统的工频过电压除与超高压系统有相似之处外,其输送容量更大、距离更远、线路的充电功率更大。为了降低特高压电气设备的绝缘水平,必须降低工频过电压。由于操作过电压与系统的额定电压有关,所以特高压输电系统中的操作过电压问题就更为突出。通过对特高压输电线继电保护、重合闸的配置与相关自动装置的动作配合来限制过电压,结果是可行的。