多源并存外送系统高频问题分析及控制策略

我国风电资源主要分布在三北地区,以集中送出模式为主,当外送通道中断后,极易出现高频。针对多源并存外送系统孤网运行后存在的高频问题,从理论上分析了风电接入对系统频率特性的影响,提出了多源并存外送系统高频控制思路。结合实际电网存在的高频问题,仿真分析了风电接入比例、孤网过剩有功功率大小、常规机组开机方式和负荷水平变化对孤网频率特性的影响,提出了考虑频率主导因素的高频控制策略,并对所提策略进行验证。     

基于PSS/E的通辽电网孤网运行分析

针对通辽电网可能产生的孤网运行问题,在PSS/E中搭建了66 kV及以上电压等级电网模型,进行了不同运行方式下的孤网暂态过程仿真,同时分析了大容量风机并网对电网暂态稳定性的影响。孤网运行时,通过科沙线的外送功率直接影响切负荷的方案,需要对铝厂负荷进行整体切除保证孤网稳定运行。地区风电场对孤网稳定性影响较大,风机满出力时电网故障率更高,需采取谨慎措施,恰当选取风机切除时机,且切除前应适当增加主力电厂出力。     

贵州主网及地区电网孤网运行安全稳定措施研究

通过计算分析贵州主网及地区电网解列后产生高频和低频低压问题,提出了地区电网孤网运行的安全稳定多级控制措施:连锁切机、高频切机、低频低压减载、OPC与其他措施的协调配合等,并给出了电网连锁切机、高频切机、低频低压减载等配置方案,对确保贵州电网及地区电网解列后孤网安全控制和稳定运行起到关键性作用.     

贵州主网及地区电网孤网运行安全稳定措施研究

通过计算分析贵州主网及地区电网解列后产生高频和低频低压问题,提出了地区电网孤网运行的安全稳定多级控制措施:连锁切机、高频切机、低频低压减载、OPC与其他措施的协调配合等,并给出了电网连锁切机、高频切机、低频低压减载等配置方案,对确保贵州电网及地区电网解列后孤网安全控制和稳定运行起到关键性作用。     

风电场接入对滇西北地区孤网频率特性的影响

滇西北地区电网属于典型的送端电网．其与云南主网解列后高频问题十分突出。通过BPA仿真,分析了风电机组低电压穿越和高频保护对孤网频率特性的影响,     

贵州主网及其地区电网孤网运行的安全稳定控制

首先分析了汽轮机超速保护控制(over-speed protection control,OPC)的动作逻辑及其对系统安全稳定的影响机理,从保证汽轮机设备安全和电力系统稳定运行的角度提出了OPC逻辑调整的建议;然后针对贵州主网及其地区电网孤网运行可能出现的高频问题,提出了发电机高频切机与汽轮机OPC协调配合的保护方案,给出了防止地区及大型送端电网解列后高频运行的3层次安全稳定控制措施。文章提出的思路和方法可为我国电网安全稳定措施的配置提供借鉴。     

孤网运行频率稳定控制策略分析研究

针对孤网运行时功率不平衡导致电网频率波动大的问题,提出在电网侧和机组侧2个方面进行频率稳定控制。为此,分析和研究了在电网侧采用低频减载、联切装置、高频切机装置进行控制的控制方法和策略;在机组侧强调调频控制要考虑机组的容量和调节范围、机组的控制方式及一次调频参数。目的在于提高孤网运行时的安全性和供电可靠性。     

风光火打捆高压直流外送下送端电网高频切机方案适应性研究

针对风光火打捆高压直流外送下送端电网的高频问题,分析了既有高频切机方案的适应性,并提出了改进方案。首先,理论分析了不同类型电源的动态频率特性;其次,基于我国西部某省级电网,提出了用于高频切机方案适应性分析的多种典型方式,并仿真对比了不同运行方式下,含风光火的省级送端电网与西北主网解列后的频率特性变化;最后,分析了既有的高频切机方案不适应大规模风光接入的问题所在,对原始高频切机方案进行了改进,提出了“首轮切风光后续轮切火电”的高频切机方案,结合多种典型运行方式进行了仿真校核,验证所提改进方案的适应性。     

高渗透率水电接入的变电站备自投逻辑优化研究

首先分析了含高渗透率水电区域电网的孤网运行频率特性,指出水电残压造成变电站备自投动作时间长、正确动作率低的问题,提出了含高渗透率水电区域电网的快速同期并网功能的方案,并指出了增加频率变化率作为快速同期并网判据以及水电机组高频保护判据的必要性。提出了基于扩展卡尔曼滤波的快速频率及频率变化率计算方法,给出了电网基波频率快速跟踪算法流程。在此基础上,根据小水电孤网初期频率不能突变的特征,提出了改进的备自投及水电机组高频保护逻辑。通过PSCAD仿真验证了对含高渗透率水电区域电网的孤网运行频率特性分析的正确性,并在自主研发的备自投装置中实现并验证了所提算法。通过实际工程验证了所提备自投方案的有效性。所提备自投方案可显著降低含高渗透率水电区域电网的备自投时间,提升电网的供电可靠性。     

分布式电源接入末端电网网损分析

通过分析分布式电源接入末端电网引起电网损耗,提出小型水力发电外送及太阳能发电接入末端对电网造成的网损,并通过仿真分析计算,提出合理的网损治理措施,为小型水力发电外送及太阳能发电接入末端电网提供网损治理措施和建议,为电网稳定运行提供支撑和保障。     

柔性直流互联电网的孤岛频率快速控制技术

区域小电网同时通过交流及柔性直流输电通道与其他大电网连接的互联电网,当交流输电通道故障导致区域小电网孤岛时,柔性直流系统的定有功功率控制方式限制了大电网对孤岛的支援能力。根据柔性直流系统具有潮流控制快速可靠的特点,设计了一种基于离线计算与在线判断相结合的柔性直流互联电网的孤岛频率快速控制方案。首先,通过离线策略初步确定功率缺额,随后根据在线频率变化率判定采取粗调或精调的实际控制措施,用于粗调的离线计算结果使得在线判断时计算量小、采样少,动作快速;用于精调的频率限制控制器(frequency limit controller,FLC)可以实现无差调节,能够对粗调结果进行补充,增强可靠性,并能与区域电网的切机(负荷)措施紧密配合。仿真结果表明,所提的故障孤岛频率快速控制方案能够有效解决孤岛系统频率稳定问题。     

计及电网结构参数变化的有功静态安全域快速构建方法

注入功率空间有功静态安全域(APSSR)表征了在给定网络结构下电力系统安全稳定运行的注入功率可行域,有助于电网在线安全评估和预防控制。随着以可控串联补偿器(TCSC)、统一潮流控制器为代表的柔性交流输电装置的接入,电网结构参数连续可调。传统的APSSR构建方法基于固定结构参数得到,电网结构参数频繁调整时计算速度受限于高维导纳矩阵的求逆运算,难以满足在线应用的需要。为此,以TCSC为例进行研究,将电网结构参数变化对潮流分布的影响转化为修正节点注入功率,构建了计及电网结构参数的APSSR超平面边界系数矩阵的显式表达式,为APSSR的快速构建和在线应用提供了一种可行思路。进一步,针对APSSR安全裕度评估对电力系统预防控制和结构参数优化两方面的指导作用进行了分析。最后,基于多个不同规模、不同数量TCSC的IEEE算例,验证了所提方法的正确性和在计算效率方面的优越性,并以某省级电网500 kV输电线路为例进一步对所提方法的应用价值进行说明。     

火电机组在孤（小）网中的启动及运行方式研究

通过对火电机组在孤（小）网中运行的常见问题的理论分析和研究,结合火电机组在典型孤（小）网中的运行实践,提出了火电机组在孤（小）网中的启动、正常运行及应对异常工况的运行策略,提高了火电机组抵御和应对事故的能力,对于保证电网安全和火电机组本身安全具有很强的实践价值和参考意义。     

基于路–电耦合网络的电动汽车需求响应技术

随着电动汽车(electric vehicle,EV)保有量的增长,大量无序充电负荷的接入可能给电网带来节点电压偏低、线路阻塞等影响。该文提出基于路-电耦合网络的EV需求响应技术,精确预测充电负荷时空分布特性并对其进行合理调度,以缓解或解决大规模EV无序充电引发的电网问题。首先分析路网交通信息与电网运行状态的交互影响,提出路网-电网耦合原则;在综合考虑路-电耦合对EV行为规律影响的基础上构建充电负荷预测模型,以获得聚合充电负荷的时空分布特性;进而提出考虑快充与慢充调控差异性的需求响应策略,其中快充调控可降低短时间内节点负荷,慢充调控可转移大量EV充电时间段;最后仿真结果表明,考虑路-电耦合能够更准确预测EV充电负荷并有效缓解电网电压偏低及输电线路阻塞问题。     

基于卷积神经网络多判据融合的井下电网故障选线方法

针对矿井电网消弧线圈接地系统单相接地故障选线方法准确率和可靠性不高的问题,提出基于卷积神经网络多判据融合的选线方法。主要分析了深度学习模型——卷积神经网络的结构与原理,通过快速傅里叶变换和小波变换从故障信息中提取5次谐波分量、小波分析模极大值、衰减直流分量和高频暂态分量作为原始输入数据,并利用改进LeNet-5模型强大的学习能力和泛化能力对其进行融合。基于Matlab软件搭建井下电网仿真模型,结果表明该方法准确性高、可靠性强。     

特高压远距离大容量云电送粤中的稳定问题研究

云电送粤特高压直流输电嵌入交流系统运行，将使送端云南电网面临诸多挑战，其中涌现出的若干稳定问题将对送端电网的安全稳定运行产生重大的影响，亟待深入的分析和研究。介绍了送端云南电网的特点，并分析了云广特高压系统投运后，云南电网将面临交直流相互影响、直流潮流转移导致的电网稳定问题以及送端电网的高周问题。提出针对这些问题的部分研究思路和内容，包括建立全电磁暂态仿真平台开展交直流相互影响的研究；从暂态稳定、电压稳定和低频振荡3方面研究云南电网潮流转移中的系统稳定问题；针对电网高周问题，以机理分析为基础，开展云南电网高周协调控制策略的研究工作。     

可控移相器对特高压交直流接入受端电网影响研究

为了研究可控移相器对电网安全稳定的影响,在对可控移相器基本原理和拓扑结构进行分析的基础上,建立了可控移相器的稳态和暂态模型,设计了串联变压器和并联变压器参数,以江苏电网为背景,通过在锦苏特高压直流近区应用500kV可控移相器,分析了可控移相器的应用效果,仿真结果表明：可控移相器可解决直流小方式的受进问题和大方式的送出问题,可减小直流双极闭锁后的负荷损失约1000MW,同时在电网故障后提高苏州南部电网恢复电压5~10kV,对于保障电网安全经济运行具有积极的作用。     

风电场并网对孤网高频切机的影响研究

针对风电机组的有功输出随风速具有随机性和波动性的特点,以及风电场并网带来的安全控制装置配合问题,分析了风电场对孤网系统高频切机和低频减载装置动作情况的影响。通过对实际系统的仿真分析,研究了故障后有风电场运行的孤网系统暂态过程和安全控制装置动作情况。结果表明风电接入电网后,风电机组出力的波动不可避免地影响了切机措施的效果,系统原有的高频切机装置需要进行适当的调整;提出的思路和改进方法对含风电场的电网安全稳定控制措施的配置具有重要的参考价值。     

飞轮储能风力发电系统的功率快速平滑控制策略研究

飞轮储能风力发电系统可充分利用风能资源,抑制风电系统功率波动。但是飞轮储能系统的并网逆变器输出功率的高频扰动将降低电网吸纳风能的能力。且增加飞轮储能系统后,风力发电系统的软硬件成本较高。文中通过分析并网逆变器输出功率的高频扰动风量,计算飞轮储能系统功率参考值,实现快速功率平滑控制,减少并网功率波动,增加电网吸纳能力。通过采用定频滞环控制策略,克服了开关频率不固定、输出电流谐波含量高的缺点,其响应速度快,软硬件资源要求低,可减少PI控制器,减少锁相环等环节,降低软件开发成本。为验证采用定频滞环控制的快速功率平滑控制策略的性能,设计了仿真模型,并进行实验验证。仿真和实验结果表明：该控制策略可快速降低网侧有功功率波动,减小网侧电流谐波且软硬件成本低。