东北500kV电网HAVC系统工程设计与实现

将混成自动电压控制(HAVC)理论应用于电力系统可以显著提高电网的电压控制水平,增强电网抗扰动能力,改善电压稳定性,合理分配无功和减少网络损耗.首先简要介绍了HAVC系统的理论及其在东北500 kV电网应用的必要性;然后,基于HAVC理论设计东北HAVC硬件体系结构,并根据绥中发电厂的实际情况设计了一套HAVC电厂调控屏.动态模拟仿真试验表明了HAVC硬件体系结构的正确性和HAVC电厂硬件装置的有效性.     

智能电网地区无功电压优化控制关键技术研究

智能电网建设对无功电压优化控制提出了更高的要求。结合东莞地区电网调度的特点,对智能电网环境下无功电压优化控制及管理策略和方案进行了研究,介绍了智能电网无功电压优化控制系统的构架,对无功电压优化控制的主要关键技术进行了分析研究。     

面向网省级电网的自动电压控制模式

对已有的大规模电网的自动电压控制模式进行了综述,总结了各种模式的优缺点。结合中国电网的实际情况,分析了电压控制系统实施的难点所在。提出了面向网省级大规模电网的自动电压控制系统的三维分解协调模式,该控制模式围绕目标—时间—空间三个维度实施分解协调,具体分析了在每个维度上的研究重点。最后基于目标—时间—空间的三维分解协调理念,提出了适合于我国网省级电网的自动电压控制方案,基于该控制模式设计的自动电压控制系统即将应用于我国最大的省级电网——广东省网。     

混成电力控制系统及其应用

提出并建立了混成电力控制系统(Hybrid Power Control System, HPCS)概念、理论架构及其方法论,可以认为这是电力系统中一门新学科分支的诞生.为了有助于理解该学科分支的理论和方法并进而加以应用,特以混成自动电压控制(HAVC)为例进行了具体的阐述.在HAVC系统中,我们建立了混杂分层电压控制模型,采用离散事件作为驱动主体,并可以实现复合指标调控.该理论和方法的应用使长期以来电力系统运行调度中品质-稳定-经济三重优化的"梦想"成为现实.应该指出本文阐明的HAVC系统设计理念和方法亦实用于大电力系统的混成自动调频(HAGC)和其他具有混成结构的系统,如军事实战指挥系统、复杂的大规模制造加工系统和某些过程优化控制系统等.     

大规模风电并网无功电压协调控制策略研究

本文开展了大容量、集团式风电场接入输电网的协调电压控制方法研究。针对双馈风电机组(DFIG)的无功电压控制方式,提出了考虑运行约束的风电机组及风电场无功调节能力计算方法,并提出了基于电压控制器和控制任务协调分配的风电场电压控制策略,使风电场相对电网整体表现为可控电压源;进一步,基于危险节点等值模型,选择控制节点和构建风电网系统协调电压控制模型,并通过在线求解简单的优化问题确定控制量;基于此提出了风电场并网的电压协调控制系统方案,使并网DFIG风电场参与电力系统电压控制。基于典型系统的仿真结果表明,该方案能充分利用系统中的电压支撑能力,提高系统的电压稳定性,能适应风电并网系统在线电压协调控制的要求。     

自动电压控制系统的设计原则

电压是电能质量的重要指标,自动电压控制(AVC)系统能有效地改善电网电压质量。文章以广东茂名地区电网自动控制系统为例,介绍了基于EMS系统的自动电压控制系统的设计原则,提出了地区电网自动电压控制系统应具备与省级电网AVC系统进行上、下协调分层控制功能,以提高节点电压分格率,降低网损。     

电网自动电压控制系统的设计与应用

随着电网调度自动化、信息化、互动化水平的显著提高,在调度控制中心建设自动电压控制系统,实现配电电网电压自动化已经成为共识。对自动电压控制系统原理和方法进行分析,并对电网自动电压控制系统进行开发,通过Visio软件的扩展功能,完成了自动电压控制系统的设计。     

应用于北美电网的自动电压控制系统设计与实现

随着电网运行对电压控制和无功管理水平要求的提高,自动电压控制(automatic voltage control,AVC)日渐成为研究的热点。由于管理模式的制约,其应用性研究在北美电网仍属空白。文中设计并实现了适用于美国东北部某互联电网特殊管理模式和在线运行要求的自动电压控制系统。该系统扩展了移相器元件模型的处理,并在利用最优潮流(optimal power flow,OPF)计算控制策略的过程中考虑预想故障后的静态安全约束。长时间的在线试运行数据及其评估结果表明,文中所设计和实现的自动电压控制系统应用于该电网可显著改善该电网的无功电压水平,提高电网的安全性和经济性。     

东北电网无功电压多层协调控制研究

随着东北电网的快速发展,更多的发电厂和变电站接入东北电网的各AVC系统。AVC系统规模范围的扩大,对系统电压和无功的影响也越来越大。目前东北网调和三省省调的自动电压控制系统针对各自电网独立控制,相互间缺乏有效协调,网省各自的AVC系统无视其它AVC系统而独立运行造成很多问题。各自独立的AVC控制方式存在很大的局限性,利用多层协调电压控制理论方法,改变网省各AVC各自为政的局面,充分发挥相互支援的作用,减少对无功资源的投资浪费,提高了现有和即将开展的AVC系统的性能。     

分布式电压无功全局优化控制系统的研制与应用

介绍了分布式电压无功全局优化控制系统的结构原理、技术难点。电压和无功控制通过全网离散无功优化计算获得,实现对电网电压无功全局优化和分布式实时控制。     

电厂HAVC子站系统实现方案的研究

将混成自动电压控制(HAVC)理论应用于电力系统,可以保证电力系统的安全、优质和经济运行。本文结合电力系统的实际情况,探讨了HAVC系统通讯部分及电厂子系统的实现问题,给出了HAVC系统通讯部分和电厂子系统的三种实现方案,并进行了比较。最后,作者结合所涉及系统的实际情况,针对所选定的一种实现方案进行了动态模拟仿真试验,试验结果验证了所设计方案的有效性。     

HAVC系统的多目标趋优化序贯式算法及东北电网应用

HAVC(混成自动电压控制)系统可以通过对发电机、变压器、电容电抗器等设备的调节,实现电网的电压无功优化控制,保证系统的安全、经济和优质运行.本文给出了一种应用于HAVC系统的多目标趋优化序贯式算法,该算法能够对系统运行的安全性、经济性和电压质量三个目标进行协调控制,从而将系统的电压及无功水平控制在比较理想的状态.根据该算法编制的软件已在东北500kV电网HAVC系统中进行了成功应用,试运行结果证明了该算法的合理性和有效性.     

变电站混成自动电压控制策略研究

介绍了一种基于混成控制理论的变电站电压无功综合控制策略.该控制策略采用无功分层分区平衡优化原则,改进了传统的变电站"九区图"控制方法.新的混成控制策略不仅能够避免OLTC分接头调节、并联电容器的投切引起的振荡问题,还可以及时响应整个电网无功全局优化的调控命令.仿真分析验证了HAVC控制策略的有效性.     

特高压直流分层接入下交直流系统中长期电压稳定协调控制

与传统特高压直流单层接入方式相比,分层接入方式从电网结构上改善了交流系统对多馈入直流系统的接纳能力和电压支撑能力,在潮流分布与控制上更加灵活、合理。为了充分利用分层接入直流系统快速功率调节能力,避免或减少中长期电压失稳过程中切负荷造成的经济损失,文中提出一种特高压直流分层接入下的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,基于直流分层接入系统准稳态模型,推导了不同直流控制方式下换流母线电压对分层接入直流逆变器传输功率的灵敏度解析表达式,并建立交直流系统电压轨迹预测模型。综合考虑直流电流和高、低端逆变器熄弧角的调制,基于预测轨迹构建协调电压控制的滚动优化模型,对直流分层注入功率和交流系统各电压控制手段进行协调控制。对山东电网规划系统的仿真分析表明,所提方法能够有效协调直流传输功率在交流电网中的分配,提高了系统电压稳定性并减少了切负荷损失。     

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。     

混合双馈入高压直流系统最大传输功率控制方法

常规高压直流(LCC-HVDC)与柔性高压直流(VSC-HVDC)落点之间存在电气通路时就构成了混合双馈入高压直流系统。VSC-HVDC系统具有有功、无功功率独立可调的特点,通过调节VSC-HVDC系统输出的有功、无功功率,可以提高在同等受端电网强度下LCC-HVDC系统的功率输送能力。在建立混合双馈入高压直流系统的数学模型和仿真模型的基础上,通过给出求解混合双馈入高压直流系统临界稳定状态的数值解法,分析了混合双馈入高压直流系统在不同受端电网强度下的功率输送能力,总结出调节VSC-HVDC系统输出的有功、无功功率对LCC-HVDC系统功率输送能力的作用规律,并在此基础上根据系统状态参数随受端电网强度的变化规律提出了混合双馈入高压直流系统基于定虚拟点电压控制的最大传输功率控制方法,该控制模式能针对受端电网强度的变化自动调节系统的功率参考值,使得混合双馈入高压直流系统能始终运行在输送最大有功功率的工作状态。     

混杂系统及其在电力系统中的应用

混杂系统是计算机技术和控制理论相结合的产物，是近年来新兴的领域。本文介绍了混杂系统的建模和特点，及其现阶段在电力系统安全经济综合控制、紧急控制和电压无功综合控制等方面的应用，并分析了这些应用中的一些技术和理论上的难点和研究方向。展望了混杂系统在电力系统中的应用前景，认为虽然混杂系统在电力系统中的应用还处于初步阶段，但由于电力系统为典型的混杂系统，故混杂系统将在电力系统中取得更为广泛的应用。     

基于电压源换流器的高压直流输电系统的阻尼特性与阻尼控制

利用复数力矩分析方法近似推导了基于电压源换流器高压直流输电(voltage source converter HVDC，VSC-HVDC)系统的电磁力矩，定性分析了VSC-HVDC的快速功率控制可能会导致系统出现电气阻尼变弱或负阻尼现象。在建立包括VSC-HVDC及控制器在内的AC/DC混合系统的动态数学模型的基础上，应用最优控制理论设计了最优阻尼控制器，交直流并联系统数值仿真结果表明该附加阻尼控制方法的有效性。