基于RTDS的输电线路参数计算方法

为提高电网参数乃至电力系统计算的准确性和可靠性,确保电网的安全稳定运行,提出一种基于RTDS的输电线路参数计算方法,并开发相应软件。针对输电线路的集中参数模型(Π型和T型)和分布参数模型,分别利用两端口网络方程和均匀传输线的长线方程计算输电线路的各序阻抗、导纳参数。针对同杆并架双回线,进行变换解耦,求得线路的各序阻抗参数以及两回线之间的相间互感、线间互感参数。输电线路参数计算软件可基于概率正态分布实现计算、显示、评估等功能。利用RTDS对所提计算方法进行仿真分析,结果表明参数计算准确、可靠。     

计及长线路参数扰动的新能源黑启动工程分析

大量电力电子设备组成的张北新能源黑启动系统处于一种较脆弱的状态，长线路的电容电感参数受地域环境和气压条件等外界因素的干扰，容易引起电压电流的畸变从而导致整个系统的启动失败。因此，文中首先以张北风光储黑启动工程的拓扑结构为研究基础，鉴于微源输出外特性的差异性和集中线路的不适用性，推导了不同控制策略的电源输出阻抗模型，建立了基于Π单元传输线路等效线路阻抗模型；其次，通过伯德图分析线路电阻、电感和电容参数变化时系统的谐振特性；最后，在Pscad/Emtdc仿真软件中验证了黑启动长距离输电谐振机理的有效性和正确性。     

输电线路故障定位距离修正的等效折算法

针对线路分布电容影响集中参数模型定位精度的问题,提出了一种能有效减小分布电容影响、提高集中参数模型定位精度的修正算法。以集中参数阻抗等效一定长度的线路分布电容,然后依据集中参数线路模型,利用对称双端口网络传输方程进行折算处理,将等效阻抗折算成线路阻抗,得到了分布电容处理的修正计算公式。基于修正计算公式结合集中参数线路模型,形成的修正定位算法,在一定程度上消除线路分布电容带来的定位误差。按此修正算法进行的EMTP仿真分析验证了该算法在改善线路故障定位精度上的有效性。     

MMC-HVDC输电系统中高频阻抗建模及谐振机理分析

目前对基于模块化多电平换流器的高压直流(modular multilevelconverterbasedhighvoltagedirectcurrent,MMC-HVDC)输电系统的中高频谐振机理尚缺乏系统性的研究,因此,基于分块化阻抗建模方法和谐波阻抗分析法系统地揭示了MMC-HVDC输电系统的中高频谐振机理。首先,基于分块化阻抗建模方法,将MMC-HVDC输电系统进行分块,通过对交直流系统电路及MMC控制系统的分析,分别建立了MMC交、直流侧等效阻抗模型,同时根据线路的分布参数特性建立了输电线路阻抗模型,形成了MMC-HVDC输电系统等效模型;其次,通过研究控制环节和参数对MMC等效阻抗的影响,获得了主要的影响因素;然后将谐振分为有源谐振和无源谐振,从而系统地揭示了MMC-HVDC输电系统的谐振机理;最后,通过仿真验证了所建模型及谐振分析方法的有效性和正确性。分析及仿真结果表明：在中高频段,MMC直流侧系统仅可发生有源谐振,谐振频率主要与直流线路参数有关;MMC交流侧系统可发生无源和有源谐振,无源谐振主要受MMC交流侧阻抗负阻尼特性的影响,而有源谐振与MMC和电网参数均相关。     

双回耦合输电线路的零序参数在线测量

分析了双回耦合输电线路的结构,建立了其零序分布参数电路模型和"双Π形"零序集中参数电路模型;将增量法与"双Π形"电路相结合,提出了零序集中参数在线测量算法;推导了零序集中参数与分布参数间的转换关系,提出了零序分布参数在线测量算法;对不同长度的500 kV双回耦合输电线路进行仿真实验。仿真结果表明,所提出的电路模型及在线测量算法适用于电力系统的零序参数在线测量。     

输电线路分布参数测量方法的改进

输电线路参数的精确度对电力系统潮流稳定分析、保护整定、故障定位等至关重要。针对传统的单回输电线路参数测量方法的存在问题,基于线路分布参数模型和等效π电路集中参数模型,推导出输电线路分布参数、等效π电路集中参数、以及短路阻抗与开路阻抗之间的数学关系,实现了线路的分布参数和等值π电路的参数的精确求解,并以算例将所提出的方法与传统方法计算结果进行了对比。     

参数识别纵联差动保护应用中输电线路模型适用频带研究

在继电保护研究中,输电线路通常采用不同的数学模型进行模拟,而数学模型仅仅在一定的适用频带范围内与实际物理模型近似一致,因此实现保护原理时必须考虑模型的适用频带。给出了适用于基于参数识别的纵联差动保护的线路模型适用频带定义,研究了输电线路Π模型的适用频带。研究表明,输电线路Π模型适用频带随着输电线路长度的增加而变窄,与两侧系统阻抗无关。最后通过ATP仿真研究,初步确定不同线路长度的Π模型适用频带范围,对基于参数识别原理的纵联差动保护数字滤波器设计提供了设计依据,并验证了适用频带对保护选择性和快速性起着决定性作用。     

基于波参数的直流线路谐波阻抗解析方法

为深入研究直流线路的谐振特性,提出一种长线路模型的解析方法,并依托某在运±800 k V特高压直流输电工程进行了理论计算与仿真分析的对比研究。首先,推导出线路单位长度等效参数,并引入波参数对直流线路四端口网络进行求解,计算出各频率点的等值阻抗;其次,通过将EMTDC程序中的相域频变线路模型与计算结果进行对比分析,验证了仿真模型与所提解析方法的正确性与精度;最后,对直流系统200 Hz频段以内进行阻抗解析,并仿真分析了直流线路在各类典型故障下的过电压与过电流。结果表明:系统在50 Hz与100 Hz附近存在谐振风险,需要采取一定的谐振抑制措施。     

用于扫频阻抗法的变压器绕组等效电路模型研究

文中以扫频阻抗法为理论基础,提出了适用于扫频阻抗法仿真分析的双绕组变压器分频段等效电路模型。首先以扫频阻抗曲线第1个峰值点对应频率作为分频点,将整个频率区间划分为低频段与高频段,其次从耦合电感出发推导出了适用于低频段的集中参数的变压器"T"型等效电路,对应高频段建立分布参数的梯形等效电路,最后,在10 Hz~1 MHz的扫频范围内,通过试验与仿真的对比验证了该模型的准确性。     

基于差分系数和参数辨识的配电网故障选线

针对暂态零序电流特征频段内包含的频率分量太少且不包含幅值较大的低频分量,不利于选线,由此提出一种基于差分系数和参数辨识的选线方法。通过对线路零序阻抗特性进行分析,得出了健全线路和故障线路的零序电流与其自身母线零序电压导数的比值在不同频率下存在差异,依据此故障特征可进行选线;为增强选线方法的准确性和适用性,引入了电容极性对判据加以补充,采用最小二乘法对线路电容进行识别,完善并形成了应用整个首次串联谐振频段故障信息且适用于不同中性点接地系统的选线判据。该方法可充分利用不同频段的暂态信息,理论分析和仿真结果表明,该方法能够准确、可靠的选线且适用性强。     

基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法

针对高压输电线路解耦后的Π型等值电路,以纵向阻抗为基础,提出了一种利用双端量进行故障测距的新算法。该算法能够在线计算出系统阻抗和线路参数,并根据在忽略线路分布电容影响的集中参数线路模型中故障距离的计算值对计算后的线路参数进行修正,克服了传统故障测距算法线路参数和系统阻抗在运行过程中的不确定性问题,也提高了测距精度。该算法原理简单,适用于长线路,也不受故障类型、故障电阻和故障距离的影响。仿真验证结果表明,该算法的平均测距误差小于0.3%,能够满足工程上的要求。     

频域法在牵引网故障测距中的应用

针对牵引网目前广泛应用的故障测距算法易受整次、非整次谐波、机车负荷以及线路参数波动的影响,提出一种利用线路单端暂态电压进行精确故障测距的新算法。通过理论分析得到测量段等效阻抗的谐振频率与故障暂态电压、电流频谱极大值频率相对应的结论。进一步根据测量端等效阻抗的谐振频率与故障距离相对应的关系建立测距公式,采用频域法分析故障暂态信号在高频段的频率特性,实现精确测距。通过EMTDC仿真验证,该算法基本不受过渡电阻、机车及线路参数小范围波动等因素的影响,测距结果准确且鲁棒性强,具有较高的工程应用价值。     

覆冰状态下架空输电线路模型参数变化分析

架空输电线路的覆冰灾害一直都是困扰输电线路的重要问题,线路覆冰后,其等效的模型参数将发生变化。根据导线覆冰的种类和导线外层覆冰的时空特点,通过电磁场的相关计算,对覆冰架空输电线路的单位阻抗和导纳参数进行了修正。根据架空线路模型的建立方法,分析了考虑分布参数时不同电压等级和长度的架空输电线路的等效模型,在理论上得出了覆冰后架空输电线路更加精确的模型参数。     

绕组交叉换位排布方式下高频变压器阻抗建模及谐振特性分析

高频变压器设计中通常采用初、次级绕组交叉换位排布方式来降低漏电感和交流电阻,但是绕组结构改变会同时影响变压器内部寄生电容参数大小和分布情况,进而造成宽频带谐振特性发生变化。为了明确不同交叉换位排布方式对寄生电容、频变漏电感以及谐振频率的影响规律,该文首先结合绕组的排布方式和绕制方法,建立4种典型绕组结构的分布等效电容表征模型,基于能量等效原理推导出相应绕组排布方式下六集总电容表征模型的电容解析计算式。然后,为了计及宽频区间内绕组漏电感参数的频变特性,基于电磁对偶原理建立含频变参数有损电感表征模型,并给出各项参数提取方法。在此基础上,构建不同绕组布置方式下高频变压器宽频带阻抗特性分析模型。将寄生电容、漏电感参数以及开短路阻抗特性和谐振频点计算结果与仿真和实验测量结果进行对比,验证了所提方法的有效性。     

双馈风电机组静止坐标系下阻抗建模及次同步谐振抑制策略

为清楚分析双馈风力串补系统次同步谐振发生机理,建立了双馈风电机组静止坐标系下的阻抗模型。首先,将双馈风电机组同步旋转坐标系下阻抗模型转换为复矢量形式,通过频率变换得到其在两相静止坐标系下的频域阻抗模型。基于阻抗模型所代表的物理意义,采用等效RLC串联电路,分析了控制器参数及电网参数对并网系统等效阻抗及谐振频率的影响。分别从增大次同步频段阻尼和降低系统发生次同步谐振频率的角度出发,在转子侧控制器中同时引入了附加阻尼和虚拟感抗控制,分析表明该方法能有效地抑制次同步谐振。最后,通过仿真验证了所建模型及理论分析的正确性。     

行波保护研究中输电线路模型的选择

通过分析多Π（或Ｔ）节线路模型的故障暂态特性，并与分布参数的输电线路行波特性比较，提出了衡量输电线路模型精确度的指标。通过ＥＭＴＰ仿真，得出了根据所研究的行波频率，确定相应Π（或Ｔ）节长度的一般性结论     

基于频长因子极点分布特征的半波长交流输电线路谐波传输特性分析

线路分布参数特性容易在长线路交流输电中引起(间)谐波放大问题。为了分析半波长输电线路的(间)谐波传输特征,提出基于频长因子的有损半波长交流输电线路频率特性分析方法;通过逐次化简,确定以频率和线路长度乘积作为参变量的有损交流输电线路等效(间)谐波传输计算模型。基于计算模型推导,确定了谐波电压注入有损半波长线路引起的末端谐波电压放大规律;研究频长因子极点分布特征以确定谐振频率;求取谐振幅值包络线以确定各次间谐波不放大的临界条件。为了确定(间)谐波电流注入有损半波长交流输电线路引起的末端(间)谐波电压放大规律,提出参考阻抗为基准的(间)谐波电压放大判别方法。提出的计算模型能够确认,始端的谐波电压、电流注入在任何运行情况下均不会在有损半波长输电线路末端产生谐波电压放大;部分间谐波会出现谐振;线路损耗和负荷情况满足不放大条件时各次间谐波不会放大,否则部分间谐波会放大。PSCAD仿真与模型计算结果之间的误差2%,证明了模型的正确性。     

?1100kV特高压直流输电工程直流系统谐振特性与抑制措施

针对±1 100 k V特高压直流输电系统的直流侧谐波阻抗特性开展了相关研究,在分析直流线路Bergeron模型分布参数特性的基础上,用集总参数的长线路π型链式结构进行了等值与解析,并通过仿真比较,验证了EMTDC程序自带线路模型的准确性;基于线路模型建立包括换流器、平抗、中性点对地电容等直流设备以及交流系统阻抗、交流滤波器在内的直流谐振特性仿真模型,分析了各设备元件的参数取值以及交流侧条件改变对系统谐振点分布的影响;最后基于该阻抗模型,合理选择谐波源的不同位置,研究了加装基频阻波器和二次直流滤波器以后对直流侧50 Hz与100 Hz串联谐振的规避和抑制作用。     

长距离直流线路谐波阻抗计算方法与直流谐振特性研究

对直流系统低次谐振特性的研究决定了特高压直流工程是否需要装设低频阻波、滤波设备。该文首先从直流线路"极–极"与"两极–地"两种回路结构及单位长度阻抗参数计算原理出发,对计及架空地线影响的双极线路等效参数进行详细推导分析;在此基础上,提出一种卡尔松积分项的优化拟合算法,并结合直流两种回路等效端口波阻抗的计算结论,求解得出直流线路在不同频率下的谐波阻抗;最后,依托灵州—绍兴?800k V特高压直流工程的线路阻抗试验测试数据,结合与原始卡尔松积分法的计算结果进行综合对比,进一步验证线路分布参数推导的正确性以及优化算法的计算精度。     

考虑直流子网影响的交直流混合微电网谐振特性分析

交直流混合微电网是未来配电网的重要组成形式。由于直流子网在混合微电网中所占比重提高,势必会对并网模式下的交直流混合微电网的谐振特性产生影响,而利用频域分析法需建立基于交直流混合微电网的高阶传递函数,建模困难。为了解决上述问题,提出了直流子网和互联变流器(interlinking converter,ILC)融合阻抗建模方法,建立了并网模式下交直流混合微电网系统的等效阻抗模型,利用模态分析法计算出系统谐振频率、参与因子以及参数灵敏度等谐振特性,进一步分析了ILC和直流子网参数变化对系统谐振特性的影响。分析表明,ILC和直流子网部分参数变化会大幅改变系统的谐振频率及谐振峰值。结论不仅有利于谐波谐振的治理,同时也为系统参数的设计提供了依据。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了交直流混合微电网仿真模型,验证所进行的谐振模态分析及参数变化对谐振特性影响的正确性。