特高压直流输电接入江西电网动态电压稳定分析

以特高压直流输电线路接入江西电网为背景,基于江西电网规划数据,采用BPA作为分析软件,对江西省电网的动态电压稳定性进行分析.结合稳定曲线分析工具,依据动态电压稳定判据进行仿真计算,结果表明:江西电网系统内所有500kV(除赣高安、赣芦洲、赣新余外)及其以上电压等级交流线路发生三相短路故障,江西电网无需采取任何措施,江西省内枢纽母线动态电压稳定;赣高安、赣芦洲、赣新余分别发生三相短路故障后会引起赣换流母线电压失稳,采用直流功率调制措施后失稳现象消失;直流系统发生闭锁故障后,赣换流母线电压偏高,采取切除无功补偿措施,母线电压恢复正常.     

模块化多电平换流器调制策略对比

对比采用不同调制策略时模块化多电平换流器输出波形的特性。模块化多电平换流器的调制策略,根据是否需要对子模块电容电压排序,可分为计算投入子模块个数调制策略和载波相移调制策略2类。在同一电平数下,采用不同调制策略会对模块化多电平换流器输出波形的各次谐波分布和谐波畸变率产生明显影响。当电平数升高时,不同调制策略对谐波畸变率的减少量也不同。     

电力系统恢复决策优化模型与求解

电力系统大停电后系统的快速恢复是电力系统一直以来要解决的重要问题。通过对现有黑启动模型的分析发现,针对全黑情况下启动全网的所有发电机时,现有的最优目标设置和最优问题描述有可能导致一台发电机爬坡而其他发电机等待的现象。为解决这一问题,充分考虑发电机的物理调节特性,提出描述实际问题的变约束的最大值最小的优化模型,并通过引入时间变量 t,将变约束的最大值最小优化问题等价为内点法可解的定约束最优潮流(optical power flow,OPF)问题,克服了最优潮流中求解变约束最大值最小问题的难点,提出计及发电机出力特性的电力系统黑启动优化计算策略。IEEE 30节点标准系统的仿真结果表明,该方法有效,可明显缩短启动时间。该成果已经成功用于电力系统自愈决策系统软件,在广东电网公司投运。     

电力系统静态电压稳定临界点的快速计算方法北大核心

静态电压稳定临界点能够为电压稳定评估和控制措施提供重要信息,为此,提出了一种快速计算静态电压临界点的方法,包括鞍结型分岔点和极限诱导分岔点。首先提出了一种线性特性较好的鞍结型分岔点逼近指标,然后利用大步长的连续潮流方法逼近临界点,检测极限诱导分岔,同时通过鞍结型分岔点逼近指标判断潮流解逼近鞍结型分岔点的程度。当满足切换条件时,从连续潮流法切换为直接法,为直接法提供了较好的计算初值,能够快速准确地计算分岔点。算例结果表明,较之连续潮流法,所提方法具有更高的计算效率。此方法避免了连续潮流法在鞍结型分岔点附近校正环节计算量较大的问题,同时也解决了分岔点直接计算方法在离鞍结型分岔点较远时的收敛问题,兼顾了连续潮流法和分岔点直接法两者的优点,具有精度和速度的双重优势,具有在线应用的潜力。     

永磁直驱风电机组故障穿越优化控制策略研究

永磁同步发电机构成的直驱型变速恒频风力发电系统通过全功率变流器与电网连接,当电网发生严重故障时,不仅对HVDC设备造成损害,甚至可能影响风力发电系统的整体安全稳定运行。对系统故障期间直流电压失稳的机理进行了分析,基于永磁同步发电机转子的惯性储能特性以及网侧换流器的无功补偿能力,提出一种适用于提高永磁直驱风电机组故障穿越能力的优化控制策略。在网侧故障期间通过分段式转速控制调整风机侧输入的有功并对网侧无功进行补偿,减小了中间直流系统注入的不平衡功率,抑制了故障期间直流电压的骤升。应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立单机系统模型,仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性。     

模块化多电平换流器的子模块电容电压分层均压控制法

为了提高高电平模块化多电平换流器(MMC)均压控制的排序速率和降低换流器的开关损耗,提出了一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层均压控制法。首先,根据桥臂电容电压最值确定电压分层容器,并根据排序的计算复杂度和均压控制效果对分层数进行讨论;然后,根据电容电压大小将子模块放入对应的分层容器,根据桥臂需投子模块个数和桥臂电流方向进行优化排序,确定各子模块的投切;最后,引入容器重新划分判据以减少计算量,即如果任一一个投入子模块的电容电压变化值小于容器的电压间隔,则不重新分层。PSCAD/EMTDC中21电平MMC系统的仿真结果表明,提出的均压控制法能够提高均压控制排序的速率和减少不必要的容器内排序,同时降低绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关损耗。     

±1100kV直流系统分层接入方式下的功率协调控制

结合±1 100kV特高压直流分层接入方式下受端连接多个交流系统的特点,建立了逆变侧各换流器的附加功率—电压控制,通过独立控制各换流器触发角实现对其输送功率的独立调节。同时,为了减少在紧急功率控制过程中各换流器发生换相失败的可能,提出最优功率比的概念,将整流侧阶梯式功率提升指令按最优功率比进行预估,并分配给逆变侧各换流器的附加功率—电压控制,实现对逆变侧各换流器提升功率的协调控制。基于PSCAD仿真平台,采用±1 100kV特高压直流系统逆变侧分层接入500kV/1 000kV交流系统的仿真系统进行验证。结果表明,附加功率—电压控制器能够实现对换流器输送功率的独立控制,有利于发挥分层接入方式下潮流分布可控的优势。功率协调控制策略在紧急功率控制时能够将直流功率合理分配给各换流器,有利于充分利用各换流器输送功率的能力,并减小换流器发生换相失败的可能。     

基于频率扫描法与特征值法的交流系统串补引起的次同步谐振分析

分析交流系统串补引起的次同步谐振问题时,为实现频率扫描法与特征值法的优势互补,提出结合2种算法进行分析的混合方法。首先使用频率扫描法确定部分主振频率,计算对应的串补度;然后采用特征值法绘制串补度变化时的模态阻尼曲线,找出其余主振频率,确定安全补偿度。该方法克服了单独使用频率扫描法精度不足的缺点,同时减少了单独使用特征值法的计算量。算例结果验证了该方法的有效性。     

大停电后发电机启动顺序优化方法

大停电后电力系统恢复初期发电机的启动顺序对恢复进程有重要影响。针对现有发电机排序方法中存在的优化目标不一致和重复计算等问题,提出基于迪杰斯特拉算法的发电机启动顺序优化方法。改进支路权值,建立优先级指标,综合考虑支路权值以及发电机启动功率和爬坡率对发电机进行排序。采用避免回溯的计算方法,改进迪杰斯特拉算法调用逻辑,避免重复调用迪杰斯特拉算法,有效减少计算量。以IEEE 39节点系统为例,验证了所提方法的优越性。     

交直流混合输电系统灵敏度分析

研究了稳态条件下交直流(AC/DC)混合输电系统中交流(AC)子系统与直流(DC)子系统之间的相互作用和相互影响.采用灵敏度分析方法,分析和讨论了DC系统控制参数对AC/DC混合系统运行特性的影响,以及在DC系统存在的条件下,AC系统控制量对AC系统其他变量的影响.系统地分析和计算了AC/DC系统的各类灵敏度矩阵,这对潮流控制、参数调整和电压估算等问题都有实际的意义.