运行工况对电力系统稳定器PSS现场参数整定影响的研究

在简单介绍了电力系统稳定器PSS原理及其现场参数整定方法的基础上,提出了影响励磁系统无补偿频率响应特性测量的几个主要因素。通过仿真计算,全面地分析和总结了Eq′/Us和Ut/Us频率响应特性的区别,励磁系统调差设置、发电机有功功率、无功功率、机端电压等发电厂本机组工况和其它机组出力、PSS投退和出线数量等对滞后特性测量结果的影响,提出了PSS现场参数整定时正确考虑工况影响因素的对策。     

基于PSASP的电力系统稳定器参数整定方法

基于发电机参数和等值系统参数,应用电力系统分析综合程序(PSASP)建立了单机—无穷大系统模型。测取励磁系统无补偿相频特性后,通过拟合补偿相位曲线对相位环节参数进行了整定。仿真结果表明参数整定后的电力系统稳定器(PSS)对低频振荡抑制作用显著。仿真与实测结果对比表明,在工程误差允许的范围内,仿真测取的励磁系统无补偿相频特性可代替实测值。     

基于电网动态等值的PSS参数智能优化方法

针对电网静态等值方法无法反映发电机近端机组的影响,提出一种新的电网等值方法,将发电机以外的系统等值为一台二阶动态机组和无穷大母线的并联,根据发电机机端数据,采用电网静态等值方法和递推最小二乘法辨识动态等值系统的参数;采用三机系统的线性化Heffron-Philips模型求得励磁控制系统的无补偿相频特性;根据相位补偿原理采用模拟退火粒子群优化算法对电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)参数进行智能优化。仿真结果表明,优化后的PSS参数能够提供更多的阻尼,更好地抑制低频振荡。     

励磁系统静态放大倍数和发电机有功功率对调差的影响分析

励磁系统静态放大倍数K和有功功率对发电机电压下降特性有较大的影响.文中首先研究了不同K值下发电机无附加调差时的电压下降特性,然后分析了K值对附加调差效果的影响,最后基于单机无穷大系统计算分析了有功功率对发电机无附加调差时电压下降特性的影响.分析结果表明:当K较小时,机端电压随无功功率增加而下降较大,附加调差的影响被大大...     

多机互联系统下的PSS性能分析

利用PSS稳定器提高电力系统稳定性是一种被普遍采用的有效方法,工程中一般基于单机无穷大系统采用相位补偿方法对其进行现场参数试验计算。但系统理论自振频率和实际电网运行存在差异,考虑实际网侧运行来研究励磁系统特性将会更加准确。在Phillip-Heffron模型基础上,讨论了多机系统下发电机模型的建立,并结合了双端供电、交直流输电2个典型多机系统下暂态扰动的仿真测试,通过比对等效PSS系统和实际工程中的PSS系统,分析了其在多机互联场景下的动态效果,对于PSS的性能改善具有积极意义。     

提高集中电源外送系统输电能力的发电机励磁系统协调优化

能源基地电源通过交流线路远距离送至负荷中心,电力系统发生N－1故障后系统阻尼不足,造成输电能力降低。为提高动态稳定水平,改善机组开机出力受限的现状,对发电机励磁控制系统开展协调优化策略的研究。首先对发电机进行了励磁系统AVR主环、附加调差及PSS参数优化,优化后发电机及励磁系统滞后时间减小,无补偿相频特性滞后角度减小了约10°。然后对PSS参数进行相位补偿研究,使有补偿特性更接近-90°,具有更优的相位补偿特性,同时PSS提供的增益显著提高。结果表明,发电机励磁系统、PSS对电网的动态特性有重要影响,在原始参数配置下,外送通道的送出能力不能满足送端发电机组满出力的要求。通过试验验证了机组在优化参数配置下负载试验结果满足机组和电网安全稳定运行需求,优化参数具有可行性,N－1故障后的送出能力得到提高。此优化策略的研究和实施,可以安全、高效、经济地提高集中电源的外送能力。     

基于WAMS及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

为满足电网实时监控对算法速度和精度的要求,提出了一种基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法。该方法采用简化的发电机等效模型,根据相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)量测信息在线跟踪辨识其参数。通过识别受扰相对最严重的机组对,进而可计算该机组对等效的相互作用机械和电磁有功功率,以此为基础提出了一种可直接反映轨迹暂态稳定裕度的量化指标。文中还给出了对WAMS采集轨迹信息的曲线拟合方法和能量型指标,以便快速预估未来暂态稳定性。并以单机无穷大系统为例,验证了可利用发电机端口外PMU有效测量信息间接评估电网整体暂态稳定态势的可行性。最后,面向实际工程给出了暂态稳定态势在线量化评估实施方案。理论分析与仿真测试结果表明了所提方法的有效性及工程可操作性。     

海外600 MW机组工程低频振荡分析及解决方案

高压互联电网薄弱会造成系统低频振荡和阻尼降低,电力系统稳定器(PSS)可以有效提高系统阻尼。对某海外机组工程的低频振荡事故进行总结,分析此项目在当前电网结构下的特点,进行了PSS整定试验,对PSS投入前后的有功波动情况进行对比分析。由于PSS投入后仍未解决机组满负荷问题,针对此项目提出优化方案,并利用PSASP进行单机无穷大仿真试验,为机组PSS参数整定提供了理论参考。     

新能源并网变换器单机无穷大系统的静态稳定极限及静态稳定工作区

针对基于输出电流闭环控制的新能源并网变换器,研究弱电网条件下其输出有功功率特性,推导其在直流电压时间尺度下的数学模型,基于输出有功功率特性和直流电压时间尺度下的数学模型得到新能源并网变换器单机无穷大系统的静态稳定判据,在此基础上进一步给出新能源并网变换器单机无穷大系统的静态极限电流、静态极限功角与电网阻抗及无功电流之间的关系。通过Matlab/Simulink仿真对新能源并网变换器单机无穷大系统在不同工作点的静态稳定性进行验证。最后,对比新能源并网变换器与同步发电机特性的异同。     

机组非停扰动下PSS调节性能评估及参数校核

研究了基于WAMS系统数据的机组非停扰动下PSS调节性能的评估和参数校核方法。首先阐释了基于相移原理的PSS调节性能评估原理。其次在额定有功功率、50%额定有功功率、发电机进相三种工况下进行了机组非停扰动下实际电网仿真计算。然后对实际电网中某次故障停机事故的WAMS数据进行了分析,进一步证实了通过有功功率与PSS输出信号的相位差评估PSS参数的有效性,并通过现场负载阶跃试验验证了PSS参数的正确性。通过理论分析、仿真计算和现场试验相结合,论证了所述方法的有效性,该成果对于PSS性能的改善具有积极的意义。     

应用开环补偿原理整定PSS参数的准确性分析

通过开环条件和闭环条件的对比,研究了应用开环补偿原理进行PSS参数整定方法的准确性。首先通过简化得到单一电功率输入信号的PSS模型。应用开环补偿理论分析方式研究了控制参数变化对幅频特性、相频特性的影响。然后采用实际电网仿真方式,闭环条件下研究了参数变化对临界增益和阻尼效果的影响。通过对比开环和闭环的结果,发现了开环补偿理论不能精确分析PSS阻尼效果。分析结果表明PSS参数整定需考虑幅频特性、相频特性协调配合。仿真结果发现了隔直环节参数对临界增益参数、阻尼效果存在影响,临界增益未受幅频增益最大值影响。最后通过对比分析,给出了参数整定工作的改进建议。该成果对于PSS参数的优化配置具有参考价值。     

含光储系统的增量配电网时段解耦动态拓展无功优化

从增量配电网安全运行及经济效益出发,针对高渗透率分布式光伏接入配网引起的相关问题,构建以系统有功损耗、电容器及变压器调节代价、储能调节代价综合最小为目标的时段解耦动态拓展无功优化模型。在传统无功优化的基础上增加储能有功调节能力和光伏无功调控能力,将动态无功优化解耦为多时段静态无功优化,采用灾变遗传算法求得含高渗透率光伏及储能的增量配网无功优化方案。仿真结果表明,提出的时段解耦动态拓展无功优化模型能够提高增量配电网的无功优化效果,在减少电网损耗、降低设备调节成本的同时,兼顾电网电压运行的安全性。     

DSA Tools在电力系统小扰动稳定安全评估中的应用

为分析可再生能源并网中可能出现的电力系统小扰动稳定性问题,采用小扰动稳定性动态评估的方法,提出基于DSA Tools实现小扰动稳定性的综合评估。通过采用特征值分析、故障分析、单机无限大系统扫描和小扰动稳定性极限搜索等方法,对IEEE14节点系统和IEEE145节点系统的小扰动稳定性进行分析。研究结果表明IEEE14节点系统小扰动稳定性较好,IEEE145小扰动稳定性则较差。另外,研究表明DSA Tools软件和SSAT分析工具可应用于电力系统预警方案设计和系统保护框架策略的优化。     

大容量岸电系统接入电网的影响及优化策略研究

针对大容量岸电系统并网给电网运行带来的负荷波动大、电能质量差等一系列问题,提出了一种经济高效的补偿方案,旨在提高电网运行的稳定性和安全性。通过研究大容量岸电接入后电网的稳定性,包括岸电功率的波动性,对电网无功功率分布的影响以及系统电压、网损、潮流分布的影响等,建立了大容量岸电的出力模型,对船舶负荷接入的配电网运行状态进行了仿真。仿真结果表明,该方案可提高岸电接入系统的安全稳定性和电能质量,为促进岸电的快速发展和绿色港口的建设提供参考。     

考虑换流站损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制

交直流互联系统中各个直流输电通道在输送大量电能的同时,也会产生很大的电能损耗。通过协调优化多回超/特高压直流输电系统的电压无功控制措施,能够有效地降低整个交直流系统运行的损耗电量。提出一种考虑换流站详细损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制方法,以包括换流站内部各主要设备损耗的整个交直流输电系统总网损和所有关键节点电压偏差平方和的最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化控制模型。提出一种自适应加权和算法,结合GAMS/CONOPT解法器求解得到多目标优化问题的均匀分布的帕累托最优解集。并根据各个最优解的模糊隶属度和熵权信息从帕累托前沿曲线中确定出折中最优解,作为多目标无功优化控制方案。通过对某个6056节点交直流互联系统的计算表明,所提出的算法求得的帕累托最优解集分布均匀,且所获得的多目标无功优化控制方案能够有效降低换流站运行损耗,提高关键节点的电压质量。     

基于多智能体一致性的微电网无功功率分配方法研究

在孤岛运行的微电网中,由于各分布式电源到公共母线的距离和网络结构差异,导致采用传统下垂控制的分布式电源难以按其额定容量分担负荷。为此,提出一种基于多智能体一致性的分布式无功功率控制策略,各分布式电源通过通信网络,接收邻近微电源无功功率。应用动态一致性算法对无功功率差值进行迭代求和,再利用比例-积分器对下垂特性曲线的参考额定电压幅值进行自适应补偿。该策略在实现无功功率合理分配的同时,降低了系统对通信线路的要求,提高了系统的可靠性。     

FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性分析

随着电力系统互联加强,风电并网容量的增加对电网的稳定运行影响越来越大。构建了以UPFC(Unified Power Flow Controller, UPFC)和SVC(Static Var Compensator, SVC)为代表的FACTS装置与含风电系统的数学模型。采用留数指标定位FACTS装置,设计了附加阻尼控制器(Additional Damping Controller, ADC)。基于IEEE 2区域4机互联系统,从特征根分析和时域仿真两个方面分析了FACTS装置对含风电互联系统低频振荡特性的影响。研究结果表明,加装附加阻尼控制器的FACTS装置能够维持母线电压以及发电机转速的稳定,增加互联系统联络线功率传输范围,抑制低频振荡引起的电网参数波动,改善了含风电电力系统的低频振荡特性。     

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。     

含电压源换流器的交直流混联电网无功优化模型

随着厦门柔性直流输电工程的建成投运,福建电网形成了以柔性直流输电通道与交流输电通道环网运行的交直流混联电网。为解决含柔性直流的交直流混联电网的无功优化控制问题,提出了一个含电压源换流器的无功优化模型,并采用分支定界法及原对偶内点法求解。所提模型及求解方法已在福建电网自动电压控制系统中进行了测试,实现了对辖区范围内机组、容抗器、有载调压抽头和电压源换流器等各类无功电压调节策略的在线实时优化计算,取得了较好的测试效果。     

微网逆变器无功出力按容量分配的改进控制策略

为了解决馈线阻抗不一致导致的微网逆变器无功出力不能均分的问题,提出了一种基于电流下垂控制的改进控制策略。通过测量和计算公共耦合点(Point of Common Coupling, PCC)处的无功电流按额定容量权重所得值,作为所有逆变器的基准值,并由母线信息控制改进的微积分控制器的使能,精确调节无功电流下垂曲线的电压偏置。该方法能够避免馈线阻抗造成的电压跌落,使逆变器按容量分配负荷,对通信依赖程度低,且消除周期功率延迟,具有良好的自适应能力和稳定性。仿真和实验也充分证明了所提控制策略的正确性和可行性。