基于ADPSS新一代仿真平台的大规模交直流电网数模混合仿真

我国电网已成为世界上运行特性最复杂、控制难度最大的电网,基于ADPSS新一代仿真平台构建大规模交直流电网数模混合仿真系统,开展直流控制保护闭环仿真试验研究及进行交直流相互影响的分析工作,对提高直流输电系统及交流电网正常、故障、异常运行工况条件下主要电气量以及相关运行数据的仿真分析水平,有十分重要的现实意义。该文介绍了该项技术的详细方案和实现方法,并通过西北全网带7回直流控制保护装置的数模混合仿真案例验证了所提方法的正确性。     

基于RTDS特高压直流控保仿真平台的锦苏特高压直流建模及仿真

传统对锦苏直流接入的江苏电网分析仅停留在纯数字的机电—电磁混合仿真研究,随着仿真技术的发展已不能满足分析的需要。参照锦苏工程在RTDS实时数字仿真装置中搭建了锦苏直流的一次系统,直流控保真型装置作为二次控制保护仿真系统与RTDS实时数字仿真装置构成闭环仿真平台,其性能与实际直流输电工程在控制保护功能、稳态工况和交直流故障下的行为及趋势等方面特性保持高度一致。以一次实际交流故障导致的换相失败案例为背景,分别利用该平台和传统的利用ADPSS的机电—电磁混合仿真的方法反演了故障并与实际录波进行了比对,验证了平台的精确性和可用性。     

银东±660kV直流输电工程仿真研究

银东—山东±660kV直流输电示范工程是世界首条±660kV电压等级的直流输电工程,其系统设计基于MACH2技术路线,但控制保护装置采用西门子的SYMADYN D技术,这使得直流控制保护装置对新的设计路线的适应性的研究显得更为重要。介绍了直流输电仿真试验的现状和银东±660kV直流输电示范工程物理仿真试验的建模及研究工作,重点介绍了国家电网仿真中心的物理仿真实验平台,对于其在银东直流工程中解决的重大技术问题予以阐述。     

数模混合实时仿真系统及其在特高压交直流电网研究中的应用

介绍了国家电网仿真中心数模混合式实时仿真系统的结构、仿真试验流程及其在特高压交直流混合电网仿真研究中的应用。该系统包括相应的数字模型、物理模拟装置及接口设备,其中高压直流输电模拟系统模型包含与实际直流输电系统特性相近的仿真装置,且具有与实际直流工程相同的控制保护装置。文章阐述了对原系统的等值化简、确定系统模拟比、建立仿真试验系统模型等多个环节的处理过程及相关原则。以金沙江一期及锦屏送出特高压直流工程实时仿真研究项目为例,给出了数模混合实时仿真系统的试验结果并与离线计算结果进行了比较分析,2者基本一致。仿真系统试验结果可为特高压交直流混合电网的规划提供技术参考。     

基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究

为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城（湖北江陵-广东鹅城）高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置（ADPSS）的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。     

基于RTDS和实际控制系统的±800 kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准确模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真,所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果;由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用,仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的"孤岛运行"方式参数的仿真分析进行了必要的说明,阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

基于RTDS和实际控制系统的±800kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性。基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准备模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真，所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果；由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用，仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的“孤岛运行”方式参数的仿真分析进行了必要的说明，阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

特高压多端混合直流闭环实时仿真研究

特高压多端混合直流输电技术在满足更远距离、更大容量可再生能源输送方面提供了一种更灵活的输电方式。本文以送端采用常规特高压直流(ultra-high voltage direct current,UHVDC)、受端采用双阀组混合换流阀串联结构所构成的特高压混合三端直流输电系统为例,搭建了双极特高压混合三端直流输电系统的RT-LAB实时仿真模型,实现了与直流控制保护装置的闭环接入,测试结果验证了闭环实时仿真模型与控制保护策略的有效性。该平台可方便地实现特高压混合三端直流输电控制保护系统功能和动态性能的验证,为特高压多端混合直流输电系统的应用提供技术支撑。     

基于RTDS数模仿真平台的±800kV酒湖特高压直流输电系统建模

电力系统仿真是研究特高压直流输电技术特性和功能的重要方式。为了实现±800kV特高压直流输电工程二次设备的集成联调检测以及研究交直流系统的相互影响,本文在RTDS实时数字仿真平台上,通过RTDS的各类输入输出板卡与直流控制保护装置、换流阀阀控设备以及测量接口屏等二次设备相连接,构成控制闭环仿真系统。针对RTDS硬件平台升级和换流阀阀控系统接口特点,详细介绍了仿真平台和各类二次设备的接口形式,并采用RTDS的PB5处理器背板光纤互联以增大rack的节点计算数目。在RTDS闭环仿真平台上,以直流控制保护装置的附加控制功能为例,开展了直流功率调制试验,仿真结果验证了直流控制保护装置频率控制功能的正确性。     

复杂直流输电控制保护系统和ADPSS融合仿真技术研究

随着直流输电系统的规模、容量和对电网运行的影响与日剧增,直流输电系统复杂的控制保护特性越来越受到运行分析的关注。对复杂直流输电控制保护系统与ADPSS电磁暂态仿真平台的融合仿真技术进行研究,提出了静态链接和动态链接两种融合仿真方法;并研究了各种仿真方法下的直流控制保护系统的融合接口设计;最后建立了复杂直流控制保护系统与ADPSS融合仿真系统,该系统充分保留了直流输电系统控制保护特性,为研究各种故障下的直流输电的运行状态提供了强大的技术支撑。     

多馈入直流输电系统故障对上海电网暂态稳定性影响的仿真研究

未来多个直流输电系统落点于上海地区,将构成多馈入直流输电系统.以2010年上海电网规划数据以及届时落点于上海电网的葛洲坝-南桥、三峡-上海华新2条直流输电系统为仿真研究对象,主要研究了当直流输电系统出现故障时对上海电网的暂态稳定带来的影响.仿真结果表明:当南桥、华新换流站发生直流输电单双极闭锁以及交、直流侧短路故障时,不会给系统带来稳定问题.     

高压直流系统过电压模拟计算与实测的比较

介绍了用ATPEMTP程序建立葛南直流工程交直流系统的模拟方法 ,对葛南直流调试时所进行的若干现场试验进行了仿真计算。通过计算与现场实测的过电压波形的对比分析了过电压产生的原因及影响其大小及持续时间的因素。计算与现场实测的过电压波形和幅值基本相一致 ,证明了所建计算模型是正确的。     

同杆并架±500 kV直流系统间相互影响的实时仿真分析

针对葛洲坝—南桥改造工程可能采用的直流线路同杆并架方案，利用实时数字仿真器对2个双极的直流工程进行建模，深入研究了同杆并架的2个直流系统间的相互影响，研究内容包括葛洲坝—南桥一回、二回采用同杆并架技术输电时，在直流线路的首端、中点、末端分别发生单极、2极(同极性/不同极性)线路、3极线路200 ms或800 ms金属性接地故障时，故障极对健全极的影响、系统恢复情况以及系统过电压情况；单极、双极正常启动或停运、紧急停运时对运行极的影响；还比较了常规直流系统(以三常直流为例)出现单极线路首端、中点、末端故障时与双回直流同杆并架时的区别。研究成果已被应用于葛洲坝—南桥直流增容工程的可行性研究中。     

基于电力系统全数字实时仿真装置的大电网机电暂态–电磁暂态混合仿真

对高压直流输电和柔性交流输电系统设备的准确仿真需建立详细的电磁暂态模型,而大电网中建立所有设备的电磁暂态模型来进行计算是不现实的,针对该问题,采用了3个典型算例,详细介绍了应用电力系统全数字实时仿真装置的混合仿真功能进行大规模电网仿真的过程。将大电网分为电磁暂态子网和机电暂态子网,其中大电网局部或某些关注的设备作为电磁暂态子网,其余网络作为机电暂态子网,电磁暂态子网中的设备用详细的电磁暂态模型描述。将混合仿真计算结果与传统的机电暂态仿真结果相比较,验证了混合仿真的准确性。     

电力系统全数字实时仿真装置

电力系统全数字实时仿真装置是基于高性能机群服务器、具有我国自主知识产权的全数字实时仿真系统。该仿真装置利用机群的多节点结构和高速本地网络,采用并行计算技术对计算任务进行分解,并对进程进行实时和同步控制,从而实现了大规模复杂交直流电力系统(1 000台发电机、10 000条母线)的机电暂态实时仿真和机电–电磁暂态混合实时仿真以及外接物理装置试验。该仿真装置具有性价比高、扩展性好、软硬件接口灵活多样等特点,可连接调度自动化系统以接收系统在线数据,接入PSASP用户自定义模型或MATLAB/Simulink模型进行局部和子任务计算,通过A/D和D/A转换接口接入控制保护物理设备进行闭环仿真试验。目前国内多家单位已应用该仿真装置,开展了电力系统故障再现分析,继电保护、安全自动装置和直流输电控制装置等的试验研究,大系统安全稳定运行及控制策略研究等工作。应用表明该仿真装置运行可靠、计算结果准确,在科学研究、教育培训和生产运行实践中起到重要作用。     

基于ADPSS的德宝直流电磁-机电暂态混合仿真 宿国良,王渝红,戴寒光,丁理杰,李兴源

针对机电暂态程序仿真无法详细体现故障期间的暂态过程以及电磁暂态程序仿真对交流系统反映不足的问题,分析研究电磁暂态子网和机电暂态子网数据交互的电磁-机电暂态混合仿真。详细介绍了电磁-机电暂态混合仿真软件ADPSS以及基于ADPSS的电磁-机电暂态混合仿真原理和流程。对±500 k V德宝直流实际算例分别进行了电磁暂态仿真、机电暂态仿真和电磁-机电暂态混合仿真,对比分析仿真结果,表明电磁-机电暂态混合仿真可以对较大规模电网的局部电磁暂态过程和交流系统响应进行有效分析,其仿真速度快,结果准确可靠。     

葛南直流输电改造工程控制系统静态特性的实验研究

通过仿真实验对葛洲坝-南桥直流输电改造工程的直流系统静态特性进行了校核,基于葛南直流输电系统的参数,描述了在实验室条件下校核直流输电系统静态特性的方法和原理.文中分别将整流侧和逆变侧的静态特性曲线按拐点分为几个部分,对直流系统的稳态运行点在静态特性曲线的不同部分之间移动的过程,即各种控制方式相互转换的过程和原理进行了描述,并针对实验中的三个具体问题,即定功率方式下的系统控制特性曲线、增加电流裕度补偿功能时的控制特性曲线和电流定值小于1pu时的逆变侧控制特性曲线进行了分析和说明.     

葛南直流输电系统2006年运行及异常情况总结

葛(洲坝)—南(桥)直流输电系统是首次由我国自主完成控制保护系统改造的±500 kV长距离、大容量和超高压直流输电工程。统计了葛南直流输电系统2006年的主要运行指标，分析了运行中发生的原因较为复杂且具有代表性的多项事件，并提出相应的对策和建议。这些经验同样适用于其他高压直流输电系统，有助于提升我国高压直流输电工程的设计、调试和运行水平。     

葛洲坝和南桥换流站一次非绕组类设备评估

对葛洲坝和南桥换流站12年来一次非绕组类设备的运行情况进行了全面综述，并着重对非绕组类设备故障导致直流系统被迫停运的原因进行了分析。