考虑无功控制特性的交直流电网双解耦潮流计算方法

直流换流站的无功控制策略直接影响交直流电网之间的无功功率交换和电压运行情况,而现有潮流计算方法由于忽略交直流电网之间的无功电压作用,导致计算结果的准确性较低。为此,提出一种考虑直流换流站无功控制特性的交直流电网双解耦潮流计算方法。首先对交直流系统进行功率解耦,交流系统潮流计算时将直流等效为恒功率节点,进而根据交流侧母线电压结果计算换流变压器的分接头;然后将交流系统潮流方程进行PQ解耦,建立包含直流无功控制策略、直流侧潮流方程以及交流系统无功功率约束的无功优化模型,采用内点法求解得到电网电压和直流控制变量的准确解;最后以4回直流接入下的江苏电网为例进行仿真计算,结果证明了所提算法的有效性。     

基于交直流解耦的超大规模交直流混合电网潮流计算可行解获取方法的研究EI北大核心CSCD

目前的交直流交替迭代潮流算法应用于超大规模交直流系统时经常面临收敛性差甚至不收敛的问题,无法有效获取可行解。文中提出基于交直流完全解耦从而获取潮流计算的可行解的方法,可提高超大规模交直流系统潮流计算收敛性,并避免交直流交换功率在交替迭代中发散的问题,文中方法的主要观点是交流换流母线电压在正常运行范围内并且直流运行于正常工况时,直流系统可与交流系统完全实现功率解耦,从而可将直流系统等效为恒定功率注入交流系统;待交流系统潮流计算迭代收敛后再求解直流系统换流变的有关变量。若换流变压器分接头越限,则表明交流换流母线电压不能维持在正常运行范围内,可为交流系统调整提供有效的信息,并能正确反映系统运行状态的突出问题。文中所提方法同样适用于未来含级联直流及多端直流的系统。通过我国多个大规模交直流系统算例,表明算法具有极佳的收敛性和鲁棒性。     

STATCOM对直流融冰整流变压器直流偏磁的影响及抑制方法

利用12脉动直流融冰装置的整流变压器将静止无功发生器(STATCOM)接入交流电网,可以使整流变压器得到充分利用,为系统提供动态无功支撑,并有效改善融冰方式运行时的电能质量。针对STATCOM系统中整流变压器的直流偏磁问题,对1台链式STATCOM样机中的变压器直流偏磁现象进行了试验研究和分析,并提出了链式逆变器的直流分量控制方法和针对整流变压器的最大直流电流分量控制方法,该方法可以有效抑制整流变压器的直流偏磁。所提出直流偏磁抑制方案的有效性通过在30 k VA链式STATCOM样机上得到试验验证,一旦检测到有直流电流分量,直流偏磁抑制分量就会很快起作用,使变压器铁芯停止偏磁过程,并回到正常状态。     

STATCOM对双馈入直流系统运行特性的影响

静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)具有对无功功率进行独立快速控制和提高电压稳定性的特点。将STATCOM接入双馈入直流系统某一逆变站交流母线,建立含STATCOM的双馈入直流系统模型,推导了整个系统稳态功率传输的数学模型。通过理论分析和PSCAD/EMTDC仿真,详细研究短路比、直流落点间的电气距离等因素对双馈入直流系统运行指标的影响。并提出利用最大传输有功功率增加量来分析STATCOM对不同短路比时最大传输有功功率的影响。研究表明:STATCOM的接入可以等效的增大直流子系统所馈入交流系统的强度,增大直流子系统的稳定运行区域,改善其换相失败免疫能力,抑制暂态过电压,从而有效改善双馈入直流系统的稳态和暂态运行特性。     

基于模块化多电平换流器的直流融冰装置馈线潮流控制仿真

本文对基于模块化多电平换流器(MMC)的直流融冰装置进行功能拓展,利用其整流侧对称的拓扑将其延展为双端柔性互联装置,接入配电网对馈线潮流进行控制,灵活改变交流系统电压、电流使其满足上层功率指令变化,并在其中一侧交流系统发生短时电压波动时由对侧方向交流系统提供一定的无功支撑,在提高配电网供电可靠性的同时也提高了设备的利用率.首先对基于模块化多电平换流器的直流融冰装置拓扑及直流侧整流系统的控制方式进行设计并加以说明,进而在仿真平台搭建实际双端柔性互联装置模型,通过改变功率参考值及暂时电压波动得到过渡过程的电压、电流波形,验证直流融冰装置在融冰期外作为柔性互联装置实现馈线潮流控制的有效性.     

受端弱系统条件下STATCOM提升直流输电能力机理研究

考虑直流受端弱交流系统条件下电网的稳定问题是当前的研究热点,静止无功补偿设备(staticsynchronous compensator,STATCOM)是改善弱交流系统运行特性的重要手段。从模型搭建和解析求解的角度研究STATCOM接入直流受端弱交流系统对电网稳定的影响机理。首先搭建含STATCOM的交直流系统模型,得到模型的唯一解析解;然后详细分析直流弱交流系统条件下考虑STATCOM接入与否对直流输电能力的影响机理,提出计及STATCOM接入的直流输送功率极限定量计算方法;最后,在PSCAD/EMTDC软件中搭建实际的直流受端弱交流系统模型,仿真验证了该文所做机理分析的正确性和有效性。     

统一潮流控制器的平滑启动和停运策略

统一潮流控制器(UPFC)包含串联和并联两个部分,其并联部分与静止同步补偿器(STATCOM)类似,目前已有成熟的策略实现其启动和停运,但对于串联部分,尚缺乏对实现其平稳接入和退出交流系统的有效策略研究。文中对UPFC的结构和运行原理进行分析,通过并联部分对串联侧换流器进行部分充电,再通过串联侧换流器的主动充电策略将其充电至额定状态,以减小其解锁时对换流器的冲击;另一方面,通过串联侧换流器控制线路电流在串联变压器绕组和串联变压器旁路开关之间的平稳转移,使串联变压器旁路开关在零电流断开和闭合,以及使串联侧换流器在零功率闭锁,从而实现UPFC的平滑启动和停运。基于PSCAD的仿真结果表明,该策略可以使UPFC的启动和停运过程对交流系统基本无影响。     

基于模块化功率注入模型的含UPFC电力系统潮流算法研究

文章对统一潮流控制器(UPFC)的稳态模型和含UPFC电力系统潮流算法进行了研究。运用模块化的建模思想,将UPFC的并联端、串联端等效为节点功率注入,将直流耦合关系抽象成串联端和并联端直流功率的代数方程,建立了UPFC的潮流控制模型。基于该模型提出了含UPFC电力系统潮流的交替迭代算法,在求解系统潮流方程时,将UPFC用等效节点注入功率等值,在求解UPFC潮流方程时,将系统用恒定电压源代替。算法在PSD-PF潮流程序中得到了实现,基于IEEE 9系统和南京西环网实际工程的算例验证了文中模型及算法的正确性和有效性。     

含柔性直流电网的交直流混联系统潮流优化控制

含柔性直流电网的交直流混联系统中换流站功率参考值和下垂系数分别决定了换流站功率分配以及直流电压与直流功率间的斜率控制关系,进而决定了整个交直流混联系统的潮流分布,因此功率参考值和下垂系数的选取至关重要。为此,提出一种含柔性直流电网的交直流混联系统潮流优化控制策略,对功率参考值和下垂系数进行优化,以实现系统网络损耗和直流电压偏差率综合最小的目标。首先,针对含柔性直流电网的交直流混联系统建立了换流站模型、交流系统模型和直流电网模型,并建立了直流电网在主从运行方式或下垂运行方式下的控制方程统一表达式。然后,基于含柔性直流电网的交直流混联系统最优潮流,在线自适应修正换流站功率参考值和下垂系数。最后,对不同运行方式下含五端柔性直流电网的修正IEEE 39和IEEE 118节点交直流混联系统进行计算分析,其结果验证了所述方法的有效性。     

交直流并联电网中直流功率紧急控制影响及优化研究

直流功率紧急控制可以提高故障后系统的暂态稳定水平,广域测量系统(WAMS)的快速发展为实现大电网交直流协调控制提供了技术前提。基于扩展等面积准则(EEAC)介绍了直流功率紧急控制提高系统暂态稳定性的机理,针对交直流并联电网中直流功率紧急控制造成的送受端电网不平衡功率通过交流通道形成的反馈可能导致某些关键断面潮流加重、恶化系统失稳模式的问题,认为交流控制措施(切机、切负荷)和直流功率紧急控制措施存在协调的空间。为评价交直流协调控制效果,建立了交直流协调优化控制的数学模型,将该协调问题转换为以控制代价最小为目标的优化问题。通过实际系统的仿真算例验证了交直流协调优化的必要性。