特高压交流线路工频过电压研究

特高压线路由于输电距离长、输送容量大、充电功率大,其工频过电压比超高压系统更为严重,但具体计算条件有些仍不够明确。在计算分析单、双回特高压线路工频过电压的基础上,从不同角度对各种工频过电压进行了对比研究,确定了单、双回特高压线路过电压研究中应重点考虑的工频过电压种类,并从原理上给出了解释。研究表明,单回线路应重点考虑单相接地甩负荷过电压,同塔双回线路应重点考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和双回无故障甩负荷过电压。     

特高压半波长交流输电系统稳态及暂态运行特性

分析了半波长交流输电线路的特性,验证了在仿真分析中半波长线路的分段等值法的准确性.通过仿真分析,得出半波长线路接入特高压电网中的稳态及暂态特性:包括功率以及功率因数对沿线电压分布的影响,线损率、输电网潮流分布、甩负荷以及故障情况下输电线路沿线过电压情况.仿真结果表明,沿线在输送超过自然功率时会出现过电压,功率因数影响沿...     

级联H桥分布式潮流控制器的电压、阻抗和功率等值建模

级联H桥分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller,DPFC)无需使用升压变压器,可以直接串联进高压交流输电线路对线路有功功率进行控制.本文深入分析了分布式潮流控制器的电压和电流相量关系,建立了感性工况和容性工况通用的级联H桥分布式潮流控制器稳态数学模型,提出了分布式潮流控制器的电压、阻抗和功率的等值变换模型,其中阻抗等值模型可以将分布式潮流控制器输出电压与其等值电抗进行等值变换,功率等值模型可以将分布式潮流控制器输出电压与其串联线路首端或末端输送功率进行等值变换,用于对分布式潮流控制器的运行潮流、参数选型等进行计算分析.电磁暂态仿真结果验证了分布式潮流控制器等值模型的准确性,当分布式潮流控制器输出电压增大时,其等值电抗也将增大,线路输送有功功率将减小.     

特高压交流输电系统工频过电压差异性研究

根据特高压电网特点,综合考虑系统结构、电源容量、输电潮流、线路参数、高抗补偿、串联补偿及线路开关站等诸多因素,研究了特高压交流输电系统工频过电压差异性。研究结果表明:单回、同塔双回及单/双回混合3种架设方式的线路,单相接地甩负荷时变电站线路侧工频过电压存在差异,同塔双回架设时过电压水平最低,单/双回混合架设时过电压水平与混合比例有关。厂对网特高压同塔双回输电系统送电距离在300 km以内,变电站母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;300?600 km内,过电压水平一般不超1.3 pu和1.5 pu。网对网特高压同塔双回输电系统过电压水平一般比厂对网结构要低,送电距离在400 km以内,母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;400?600 km内,过电压水平一般不超1.2 pu和1.4 pu。线路加装串补后的工频过电压水平与无串补时基本相当。线路中间设立开关站的特高压同塔双回线路,前、后两段线路不对称的运行方式下,单相接地甩负荷工频过电压问题突出。建议采取全线单回的运行方式,以避免此类方式的出现。     

220千伏电力系统电源侧母线动态过电压故障录波图的统计分析

一、前言运行中的电力网络,由于操作、故障切闸等原因所引起的运行方式的改变,常会发生工频电压的暂时升高,或称动态过电压。在中性点直接接地系统中,通常是指由于空载长线的电容效应、不对称短路、及甩负荷所引起的电源端母线及所连接线路的工频过电压。工频过电压对于系统具有正常绝缘的设备一般是没有危险的,但若同时发生操作过电压,则此时的工频电压升高就成了操作过电压的强制分量,就会使操作过电压幅值增高;工频过电压还影响避雷器工作条件和对高压开关试验条件的确定;并直接影响到避     

一种考虑母线短路容量的电压稳定解析方法

短路容量是系统电压强度的标志。文中提出一种考虑母线短路容量的电压稳定解析方法, 揭示了母线短路容量与低压负荷母线电压稳定的解析关系。在对电源侧戴维南等值的基础上,基 于配电网的等值负荷模型在不增加系统规模的情况下使电压稳定分析更符合实际。推导得到的保 持电压稳定的临界最小短路容量是一个综合性的电压稳定参数,可以直接全面量化配电网负荷侧 的变化对电压稳定的影响。比较临界最小短路容量和实际短路容量可以快速评估母线的电压稳定 性,跟踪二者的变化可以明确区分造成电压失稳的根本原因,从而为电压稳定控制提供更加明确的 参考依据。为母线短路容量应用于广域电压稳定的在线评估和控制提供了强有力的理论支持。     

限流电抗器对输电线路工频过电压的影响

接入限流电抗器,可有效解决电力系统短路电流过大的问题,但同时也会影响断路器暂态恢复电压、输电线路工频过电压以及操作过电压的大小。利用电磁暂态计算软件PSCAD/EMTDC,研究了限流电抗器对输电线路工频过电压的影响。仿真结果表明:限流电抗器的引入,使得由空载输电长线路的电容效应、不对称短路以及甩负荷引起的工频过电压增大至1.29pu,略低于行业标准限值1.3pu。建议在安装限流电抗器之前,对线路工频过电压进行校核,以保证运行安全。     

特高压输电系统工频过电压差异化设计

依据不同条件特高压系统工频过电压的差异化规律及过电压幅值与持续时间特性,提出了工频过电压控制要求分4等级的差异化设计原则,以及与之适用的特高压母线型和线路型避雷器额定电压的选择方法。并结合工程算例,给出了一整套工频过电压差异化设计方法及具体实施方案。此外,针对单相接地甩负荷工频过电压严重的特高压系统,提出工频过电压控制条件的优化建议。通过上述差异化设计,可实现特高压系统及设备的工频耐受性能要求的优化,对提高特高压输电的经济性具有重要意义。该设计思路也可推广应用到超高压系统中。     

考虑边界母线电压无功特性的地区电网无功优化

地区电网的电源是连接上下级电网的变电站,将REI等值用于地区电网无功优化,以解决常规模型中无法反映边界母线(即连接上下级电网的母线)间电压无功特性(边界母线电压幅值受自身以及其他边界母线下级电网无功变化的影响情况)等问题。推导了能有效反映电压无功特性的等值电抗与边界母线电压无功灵敏度矩阵的关系,分析了等值电抗的变化特性以及潮流状态在等值前后的一致性,提出首先根据等值前后电压无功特性保持一致的原则利用本地数据求取等值参数,然后在优化计算中根据优化前后电压偏差的不变性对优化电压进行修正。通过对四川某地区电网的仿真计算,验证了该方法可以有效反映边界母线间的电压无功特性,使优化潮流计算电压更加准确。     

半波长输电线路的工频暂态过电压

半波长输电线路因结构的特殊性,其过电压水平与常规短线路有显著的不同,以致内部过电压成为半波长输电亟待解决的关键技术问题之一,因此研究了半波长输电线路中的工频暂态过电压。首先分析了半波长输电线路的功角特性,从有、无考虑电源阻抗两种情况阐述了其空载电容效应。采用典型的特高压输电线路参数,构建了半波长输电线路的仿真模型,与短距离线路的空载电容效应做对比。然后基于不对称故障和甩负荷两种工况,重点研究了线路传输功率、人工调谐网络类型、线路长度等因素对工频暂态过电压水平的影响,并与常规特高压输电线路进行了对比分析。仿真结果表明,发生不对称单相接地故障时,半波长输电线路的工频过电压最为严重,而甩负荷时的影响相对较低;较之π型和T型调谐的半波长输电线路,电容型调谐的半波长输电线路无论发生不对称接地故障还是甩负荷引起的工频过电压水平均更低。     

特高压线路高抗补偿方案研究

高抗作为特高压线路的重要无功设备,其配置直接决定了特高压系统的安全稳定运行。为此,研究了各种高抗补偿方式的适用范围。研究表明,单端补偿方式的适用于补偿前仅有一端接地甩负荷之后工频过电压超标的线路,以及工频过电压未超标、但潜供电流超标的换位线路;而两端补偿方式的优势在于可限制线路两端甩负荷工频过电压;长度超过550 km的线路,宜采用分段补偿方式。提出了确定高抗补偿方案的系统方法,该方法在考虑工频过电压限制的前提下,兼顾工频过电压限制、潜供电流限制、空载线路电压控制、避免产生谐振过电压、电抗标准容量以及利于线路输送大功率时无功平衡等方面对高抗补偿度的要求,并通过实例对该方法进行了说明。     

特高压线路高抗补偿方案研究

高抗作为特高压线路的重要无功设备,其配置直接决定了特高压系统的安全稳定运行.为此,研究了各种高抗补偿方式的适用范围.研究表明,单端补偿方式的适用于补偿前仅有一端接地甩负荷之后工频过电压超标的线路,以及工频过电压未超标、但潜供电流超标的换位线路;而两端补偿方式的优势在于可限制线路两端甩负荷工频过电压;长度超过550 km的线路,宜采用分段补偿方式.提出了确定高抗补偿方案的系统方法,该方法在考虑工频过电压限制的前提下,兼顾工频过电压限制、潜供电流限制、空载线路电压控制、避免产生谐振过电压、电抗标准容量以及利于线路输送大功率时无功平衡等方面对高抗补偿度的要求,并通过实例对该方法进行了说明.     

1000kV交流输电线路的工频暂态过电压研究

以国家电网公司已进行了前期论证工作的晋东南-南阳-荆门单回百万伏级输变电示范工程为背景,研究了其在各种工况下的工频电压升高,包括空载线路电容效应、不对称故障及甩负荷三种工况,提出了包括采用高压电抗器进行无功补偿等限制工频电压升高的措施.仿真计算表明,空载线路电容效应引起的工频电压升高最大值为1.04pu,单相接地故障引起的工频电压升高最大值为1.31pu,甩负荷引起的工频电压升高最大值为1.20pu.对于甩负荷和不对称接地故障这两种工况,并联高压电抗器装设在线路末端时抑制工频过电压的效果比装设在首端或装设在两端时要好.     

特高压串补线路沿线电压分布及串补布置方案研究

提出一种基于传输线理论的特高压串补输电线路电压分布的快速算法。首先,将线路的传输参数矩阵转化为两端口节点导纳矩阵,得到∏型等值模型集总参数。然后将其填入潮流计算软件,对目标电网进行潮流计算。再将计算的结果作为末端边界条件,用传输参数矩阵就可快速得出线路上的电压分布。该算法可精确计算特高压串补线路的沿线电压分布情况,而且还可以计及线路两侧的无功补偿能力,工程适用性很强。最后,还从理论上研究特高压串补的集中／分散布置方案以及串补和高压电抗的相对布置位置,指出高压电抗位于母线侧且串补分散布置的方案比高压电抗位于线路侧且串补集中布置的方案更有利于抑制工频稳态过电压,为特高压输电工程规划给出了指导性建议。     

充分计及电源阻抗后特高压甩负荷类分闸过电压与常规计算方法的结果比较

以特高压交流双端电源输电系统为模型,分析研究了各个因素对单相接地甩负荷分闸过电压和无故障甩负荷分闸过电压的影响,重点讨论了两端电源阻抗特性对两类甩负荷分闸过电压的影响,提出了求取甩负荷分闸过电压的新方法,并与常规计算方法得出的结果进行了比较。该方法在已有计算方法的基础上,充分考虑了电源阻抗特性对过电压的影响,且利用该方法计算得出的过电压值与常规计算方法得出的过电压值相比,无故障甩负荷分闸过电压相差约0.25 p.u,单相接地甩负荷分闸过电压相差约0.15 p.u。因此,当各方面的条件允许时,建议在实际工程中采用本文所提出的过电压计算方法。     

磁控电抗器对特高压输电线路工频过电压的抑制作用

基于对磁控电抗器抑制长距离输电线路工频过电压的理论分析,仿真分析了不同装设方式下磁控电抗器抑制工频电压的效果。仿真结果表明：并联磁控电抗器及其装设方式对线路工频电压升高有一定的抑制作用;在长线空载电容效应、不对称接地和突然甩负荷这3 种工况下,磁控电抗器对工频过电压都有显著的抑制作用,但装设在线路末端时抑制工频过电压的效果比装设在首段或装设在两端的效果好。     

华中电网稳定计算用负荷模型参数仿真研究

负荷模型是影响电力系统仿真计算的重要因素。为探讨目前华中电网调度部门实际使用的负荷模型及其参数的准确性，指导科学建模工作，利用电力系统分析综合程序PSASP计算了华中电网各配电网的等值阻抗，仿真结果表明目前应用的等值负荷模型参数与实际情况有一定差距，配电网络结构、运行电压、等值阻抗处理方法等因素对负荷模型等值的准确性均有影响，利用仿真得到的负荷模型等值参数可减少电压稳定问题突出的电网所需要的稳定措施量。     

计及感应电动机负荷的电力系统在线电压稳定指标

在任意时间断面上可以从某一负荷母线向系统看进去，将整个系统等值为一个电压源经输电线路向所研究的负荷母线供电的两节点系统，在此基础上计及动态感应电动机负荷，提出了负荷母线在线小干扰电压稳定指标。利用实时等值得到的系统等值电势和阻抗，经过简单的计算，可以得到被监测负荷母线的电压稳定指标。将系统中所有负荷母线的最小指标值作为该系统的电压稳定指标，该最小值所对应的母线为系统中的最薄弱母线。系统电压稳定指标与临界值0之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。EPRI-36系统的数值仿真结果验证了该指标的有效性和准确性。所提出的指标克服了以往在线应用中基于潮流模型指标的不准确性问题，计算量小，适合于电力系统在线电压稳定分析与监测。     

500kV限流器接入对南网系统过电压的影响分析

串联限流电抗器能有效限制500 kV电压等级的短路电流,但其接入系统后会影响系统的过电压水平,需要进一步进行安全校验。以广南站500 kV/90 kA 限流器示范工程为背景,利用电磁暂态仿真软件EMTP 研究500kV限流电抗器自身的过电压以及限流电抗器接入后对系统的工频过电压、操作过电压、线路断路器的暂态恢复电压,以保证系统与设备的安全运行。结果表明,无论是否采用限流电抗器,顺德-广南500kV线路无故障甩负荷和单相故障切负荷时的工频过电压均在允许的范围内;500 kV限流电抗器接入后的顺德-广南500kV线路合闸操作过电压未超过标准允许范围,变电站及限抗站金属氧化物避雷器MOA能耗及电流与其设计参数相比有很大的裕度。     

特高压交流线路串并联补偿暂态过电压的研究

为了研究串并联补偿对特高压交流输电线路电压特性的影响,本文参考晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程,采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP对含有串联补偿装置和并联补偿装置的特高压交流输电线路空载线路电容效应、不对称接地故障工频电压升高和无故障三相甩负荷工频电压升高进行了计算分析.仿真结果表明:在各种工况下,随着串联补偿度的增加,工频电压升高幅值增加.