暂态稳定极限耦合的多个输电断面极限功率协调计算

为了进行多断面稳定输送水平交互影响的量化评估,实现多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索计算,提出了暂态稳定极限存在耦合的多个输电断面极限功率协调计算方法。分析了不同输电断面暂态稳定极限耦合的机理,建立了以各断面主导的系统稳定性同时达到临界稳定为目标的多断面输电极限协调计算数学模型,提出了多断面输电功率同时变化对系统稳定裕度影响的量化分析方法,设计了基于数学规划求解多断面功率增长步长的极限功率迭代搜索算法,可用于多个输电断面极限功率的离线或在线分析计算和实时监控。基于IEEE 10机39节点系统的算例验证了算法的正确性和有效性。     

直流调制对南方电网交直流混联输电系统暂态稳定裕度的影响

交直流混联输电系统中,直流系统的控制及调制措施对系统的暂态稳定具有重要影响。以南方电网2005年丰大运行方式下,贵广直流单极运行、天广直流双极运行为例,当北通道交流输电系统发生扰动时,研究了直流系统在一定的控制方式下,调制增益的变化对系统暂态稳定裕度及直流系统的影响;分别取北通道功率变化率及南通道功率变化率为调制信号对系统暂态稳定裕度及直流系统的影响;考察了直流系统运行在不同控制方式下时,大方式调制和双侧频率调制等措施对混联系统暂态稳定裕度、送端电网机组及直流系统的影响,研究结果对实际电网运行中直流调制措施的制定具有一定的参考价值。     

暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算

针对日益复杂的运行情况和系统对安全经济运行的要求,提出了暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算方法。基于暂态安全稳定量化分析方法获得的预想故障下安全稳定裕度、模式和元件的参与因子,结合功率对输电断面功率的灵敏度计算发电机和负荷对断面功率极限的影响因子,通过发电机、负荷功率调整计算出功率极限的最大值和最小值。基于安全稳定裕度筛选得到输电断面关键故障,采用裕度为权重的加权平均计算发电机和监视母线的综合参与因子,通过发电机和母线参与因子的相关性分析计算两个输电断面的关联度指标。所提出的方法能够为调度运行人员快速掌握当前运行方式下各个输电断面的暂态安全稳定水平,以及彼此之间的交互影响程度提供技术手段,四川电网的算例分析验证了方法的实用性和有效性。     

直流调制对南方电网交直流并联输电系统断面输送的影响

南方电网是一个典型的直流系统嵌入交流系统的交直流混联输电系统,直流输电系统可快速灵活的调节输送功率,当并联交流系统发生扰动时可利用其此特性进行紧急功率支援以提高系统暂态稳定性。但当送端输电断面上整流侧近端发生扰动时,直流系统的运行情况会受到很大程度的影响,本文对在此情况下直流系统紧急功率支援的可行性进行了研究。     

特高压直流分层馈入系统大扰动层间耦合特性及稳定控制

特高压直流分层馈入系统具有新型拓扑结构,除传统交直流耦合路径外,还具有层间直流、层间交流耦合新路径,因此,大扰动冲击下其动态行为更为复杂。该文首先建立了特高压直流分层馈入系统机电暂态仿真模型,针对2类具有不同特征的扰动形态,利用大扰动激励法,揭示了直流分层馈入系统非线性功率响应特性,分析了不同耦合路径作用特征,评估了交流电气参量对功率特性的影响,针对存在的换相失败和电压失稳2种威胁,提出了换相失败预测联动控制策略和电压稳定紧急控制策略。面向测试系统和扎青特高压直流分层馈入受端电网,通过大扰动时域仿真,验证了控制策略的有效性。     

暂态稳定视角下的强关联输电断面及其识别方法

多个交流输电断面暂态稳定极限功率相互耦合,给电网安全稳定运行控制带来了极大挑战。文中深入挖掘受扰系统中暂态响应轨迹特征与稳定模式的对应关系,提出了暂态稳定视角下关键输电断面及关联断面的概念,并将关联输电断面分为模式共存机理决定的关联断面和模式演化机理决定的关联断面两类。提出了基于电网电气量变化来反映系统稳定模式的支路同步力系数指标,并结合该指标、图论和暂态稳定模式识别方法,提出了关键断面及关联断面识别的实用算法,有利于克服人工经验方法中因机理分析不足而可能导致的识别不准和效率低下的缺陷,为基于输电断面准确识别的稳定分析或运行监控提供了基础。基于IEEE 10机39节点系统的算例阐明了所提方法的原理及有效性。     

多馈入直流输电系统功率稳定性分析

直流输电系统的功率输送能力主要受所联交流系统强度的限制,单条直流系统的功率输送能力和功率稳定已有较多的研究。随着多馈入直流系统的出现,直流系统间的复杂相互作用使得多馈入直流系统的功率稳定性更为复杂。以两馈入直流系统为基础,研究多馈入直流系统运行状态变化、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功率稳定性的影响。分析结果表明,在多馈入直流系统中,减小所联直流系统电流、减小直流系统间电气距离、增大所联系统多馈入短路比均能有效增大直流系统的功率稳定裕度、提高功率输送能力和最大直流功率。     

南方电网直流暂态稳定控制策略的设计与实现

针对交直流大电网暂态功角稳定控制问题,基于控制直流功率加快耗散系统暂态能量的机理,研究提出了有效的直流暂态稳定控制策略并进行了工程应用探索。提出了直流功率作用系数指标,并通过系统暂态能量函数分析,论证了直流功率作用系数在广域频率信号集成和直流稳定控制设计中的关键作用。围绕南方电网云广特高压直流暂态稳定控制器的设计和实施,详细介绍了广域量测信号的选择和直流功率控制幅度的设置过程。在南方电网的大规模RTDS数模混合仿真平台上进行的控制装置实测试验表明,所设计的暂态稳定控制器可以明显抑制系统大扰动后的功角振荡,有效提高云广交流断面的暂态稳定极限输电能力。     

采用多二元表判据的实用暂态电压稳定裕度指标研究

远距离跨区直流输电规模持续增长,使得电力系统暂态电压稳定(transient voltage stability,TVS)问题突出,量化评估暂态电压稳定裕度具有重要意义。针对现有实用暂态电压评估指标区分度低的问题,基于二元表描述,提出一种可用多二元表描述的暂态电压稳定裕度指标。首先,介绍现有的实用暂态电压稳定判据及其衍生的暂态电压跌落可接受性(transient voltage dip acceptability,TVDA)指标。其次,介绍表征可接受性的单二元表判据和表征稳定裕度的单二元表判据,并从二元表判据角度分析比较现有暂态电压可接受性判据特性及其缺陷。再次,基于不同跌落程度权重不同的思想,提出基于多二元表的可接受性判据,并给出相关权重系数的计算方法;进而结合暂态电压稳定要求,提出暂态电压稳定裕度指标。最后,基于实际电网数据仿真验证基于多二元表的暂态电压稳定裕度指标具有对负荷水平、故障等运行条件更强的适用性和有效性。     

HVDC送端交流系统故障暂态过电压评估指标

特高压直流输电系统直流闭锁故障及交流系统短路故障引起的暂态过电压,对系统稳定性造成严重冲击。量化评估交直流系统暂态性能指标,对确定交直流电力系统规划设计和调度运行具有指导意义。对交流系统暂态过电压机理进行分析,推导出基于无功补偿和短路比的暂态过电压计算方法,基于系统短路比与补偿电容和交流滤波器参数的比值定义了暂态电压评估指标R_r。研究表明,随着该暂态电压评估指标R_r减小,系统故障后送端换流母线暂态电压升高,受端也会发生不同程度的换相失败。最后,基于国际大电网会议直流标准测试系统,验证了所提指标的有效性。     

受端不同步系统交直流通道外送能力耦合特性分析

针对仿真中发现的电源中心交直流通道外送能力耦合的特点进行理论研究,研究对象是受端为非同步电网的交直流外送通道暂态功角稳定性.对交直流外送系统进行等值数学建模、直流系统故障进行简要讨论后,给出交直流外送系统的转子运动方程,并展开功角稳定性分析.在此基础上,对交直流通道外送能力的耦合特性进行推导发现:增加直流外送功率能够提高交直流通道总外送能力;增加交流通道外送能力须调减直流外送功率,同时交直流通道总外送能力下降,且交流通道外送能力提高量小于直流外送功率调减量.在实际电网的基础上进行算例分析,仿真结果验证了理论分析的正确性.最后,通过一个简化系统对所得结论的工程应用进行简要讨论,从而为实际运行与后续研究提供参考.     

交直流电力系统暂态电压稳定性综述

交直流输电系统中直流换流器要消耗大量的无功功率,这使大干扰后交直流系统的暂态电压稳定性面临严峻考验。因此,研究交直流系统的暂态电压稳定性具有重要意义。文中介绍了暂态电压稳定性研究的主要内容,如暂态电压稳定性的影响因素、分析方法、稳定判据等,回顾了近20年来暂态电压稳定性问题所取得的研究成果,提出了交直流系统中预防暂态电压失稳事故的措施,并对多馈入交直流电力系统暂态电压稳定机理、负荷模型等问题进行了探讨。     

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。     

交直流电力系统非线性鲁棒直流调制控制器设计

随着“西电东送、全国联网”战略的实施,大区之间通过交直流并列运行输电系统实现电网互联。性能优良的直流调制控制器可以快速有效地调节直流联络线的输送功率,减轻交流输电系统的暂态输电压力,以提高交流系统的动态性能。以交直流并列电力系统为研究对象,采用基于扩张状态观测器的动态反馈线性化方法,将系统的非线性数学模型动态补偿为一个伪线性系统,然后利用线性鲁棒H∞理论进行控制器综合。仿真试验表明,当交流联络线发生三相短路故障时,给出的控制器能够有效抑制两侧交流系统的功角振荡,且对于系统不确定性表现出良好的鲁棒性,从而使整个交直流电力系统的暂态稳定性得到改善。与基于精确反馈线性化方法的非线性控制器相比,具有更为优越的动态品质。     

特高压直流完全闭锁后的暂态压升计算方法

针对特高压直流完全闭锁引起的交流系统暂态过电压问题,得出无功盈余量、短路容量是引起暂态压升的主要因素,计及无功补偿的容升效应与交直流系统间的无功交换,得出无功盈余量的计算公式并推导出换流母线暂态压升的计算方法。根据暂态压升表达式提出两个新指标用来衡量直流完全闭锁后的暂态过电压程度,并定量分析了闭锁容量与暂态压升的关系。最后基于DIgSILENT仿真平台,分别搭建CIGRE直流输电标准测试系统与新疆天中直流送端系统,仿真验证了暂态压升计算方法的有效性与正确性。     

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...     

多端柔性直流输电系统交流故障穿越仿真研究

针对多端柔性直流输电系统交流侧发生故障,直流系统与电网公共连接点电压也随之跌落的问题,文中提出了一种交流故障穿越技术来维持公共连接点电压稳定。根据公共连接点电压跌落程度增发相应的无功功率从而维持公共连接点的电压稳定,保证系统的有功功率传输。当公共连接点电压跌落程度较大时,增发的无功功率导致交流系统过电流,提出通过降低故障端的有功功率参考值,从而减小交流侧电流幅值,避免过电流的产生。同时,针对有功功率的减小将使系统的不平衡功率进一步增大导致直流电压发生较大波动的现象,通过定直流电压换流站根据直流电压的变化来消纳系统的不平衡功率,从而达到维持多端柔性直流输电系统直流电压稳定的目的。     

混合双馈入直流输电系统控制回路间交互影响定量分析

随着直流工程建设的推进,混合双馈入直流输电系统内部的交互影响受到愈来愈多的关注.为进一步明确混合双馈入直流输电系统内部交互影响的产生机理,利用控制理论中的相对增益矩阵方法对混合双馈入直流输电系统控制回路间的耦合作用进行定量分析.研究受端交流系统强度、联络线长度、直流功率传输水平以及直流系统功率振荡频率等多种因素对控制回路间耦合程度的影响.最后利用电磁暂态仿真模型进行验证,证明了所提方法能够定量分析混合双馈入直流输电系统内部交互影响的产生机理.     

Analysis of electromagnetic coupling of HVAC cable section partly installed in parallel with HVDC lines in one corridor

For HVAC and HVDC transmission lines which are partially in parallel in one corridor, coupling parameters between AC and DC transmission lines can be changed due to the length of extension sections which are not in parallel. And the generated electromagnetic coupling components at the two terminals of the DC line contain the effects of line parameters of extension sections. In this paper, the coupling components on the DC line, not all of which is in parallel with the AC line are studied in detail. The DC line is longer than the AC line and it may have extension sections on the both sides. Firstly, a new methodology is presented to calculate the coupling components of HVAC line upon HVDC line in the above situation. Then, the correctness and applicability of this method is illustrated and validated through a case study. Meanwhile, the key factors affecting the coupling between the AC and DC lines are analyzed. Finally, some suggestions have been proposed to provide as a construction reference which aims to optimize the electromagnetic coupling components on the DC line.