广州电网复杂故障阻隔策略研究

广州电网作为特大型中心城市电网对供电可靠性要求很高。梳理了可能导致广州电网大面积停电的三类风险并提出了应对策略。针对多回直流同时闭锁失步解列装置拒动导致系统失步的风险,提出了主动解列片区电网的措施;针对500 k V变电站全停故障下孤网频率失稳风险提出了联切负荷策略。针对线路三相短路主保护拒动局部电网失稳的风险提出了解列机组的措施。基于实际电网的算例验证了所提策略的有效性。     

计及锅炉热动态影响的机组一次调频能力评估方法

考虑锅炉在频率稳定分析中对机组的影响,提出计及热动态的机组一次调频能力评估方法。构建含锅炉热力学动态过程的扩展系统频率响应(extended system frequency response, ESFR)模型,推导扰动事故后频率动态响应在一次调频时间尺度下的时域表达式。构建综合频率偏移幅值和时间的评估框架,以量化表征一次调频能力。基于广域量测信息计算并校正ESFR模型参数,估计扰动事故后频率动态响应的特征量,实现对一次调频能力的量化。算例分析表明,本研究模型和方法能够减小频率动态响应分析和一次调频能力评估的误差。     

应对UHVDC送端电网新能源大规模脱网的频率紧急控制

我国特高压直流输电(UHVDC)的快速发展及新能源发电占比的不断提高,有力支撑了国家的能源战略转型。但由于新能源机组的涉网保护性能较差,在新能源集中接入的直流送端电网,发生交直流故障后容易导致新能源大规模脱网,给电网的暂态频率安全保障带来极大挑战。文中首先分析UHVDC送端电网新能源大规模脱网的故障过程;然后针对现有应对新能源脱网措施的不足,根据故障过程特征提出利用直流换相失败等信息作为触发条件的频率紧急控制技术方案及实现方法;最后搭建西北电网的仿真算例,验证了所提方法能有效应对交直流故障引起的新能源大规模脱网,大幅提升送端电网的UHVDC输电能力及新能源消纳。     

自备电厂发电机励磁系统稳定性分析及控制研究

励磁系统的控制模式和控制参数对发电机及电力系统安全稳定运行有较大影响,一些厂矿企业电网的停电事故,暴露出自备电厂运行时存在励磁系统稳定问题。针对此问题,建立了计及恒无功、恒功率因数励磁控制方式的Heffron-Philips扩展模型,形成系统状态矩阵,通过特征根分析研究影响励磁系统稳定性的主要因素;基于根轨迹方法提出一种考虑系统稳定性的励磁系统控制参数优化方法。剖析了某实际厂矿企业自备电厂发电机组异常振荡现象的机理,并改进了励磁控制参数,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

计及电力安全事故风险的电网动态分区与切负荷协调控制研究

国务院599号令明确了稳控系统切负荷等同于故障损失负荷。区域切负荷比例过高会导致严重的电网安全事故等级和事后追责。研究通过动态调整电网分区结构解决部分对控制时间要求不高的紧急状态以减少控制切负荷量非常必要。当存在多个动态分区方案可以解决电网紧急状态时,采用多目标决策从备选方案中选择最优动态分区方案。当仅依靠动态分区技术不能解决电网紧急状态时,为降低电网损失,需要在计及电力安全事故风险的前提下考虑动态分区与紧急切负荷措施协调配合。通过实际电网算例验证,采用计及电力安全事故风险的电网动态分区与切负荷协调控制,可在保证系统安全的前提下,减小负荷损失量,降低电网整体电力安全事故等级。     

智能LF控制系统的研究

提出一种基于人工神经网络的智能LF控制系统模型,该系统的核心是LF精炼过程钢水温度和成分的实时预测,并确定了一种部分反馈的人工神经网络进行钢水温度和成分的实时预测。     

大功率扰动下计及系统频率分布特性的紧急控制策略研究

电网发生大功率扰动时,系统频率在大幅度偏移情况下,还可能存在明显的时空分布现象。通过对单机系统频率响应特性和两机系统的频率差异的分析,提出了大频差下考虑非线性因素的系统频率解析模型,以此来估算故障扰动下系统频率的最大偏移量。提出通过在不同时间选择在不同地点采取紧急控制的协调配合方法,在减小频率最大偏移量的同时,改善频率时空分布现象,从而提高电网的频率安全稳定性。     

磁路控制型故障限流器电网接入防御手段研究

随着交直流电网的发展,系统短路电流不断上升,传统被动型的故障电流限制措施适用性较差,新型的磁路控制型故障限流器具有响应速度快、效果精准的优势,但目前缺少磁路控制型故障限流器设备故障后的影响分析和防御手段。首先分析了磁路控制型故障限流器的原理,根据继电保护和稳控系统动作原理,研究得出磁路控制型故障限流器异常后可能引发继电保护误动和稳控系统策略失配的结论。其次为提高磁路控制型故障限流器的应用水平,提出了一种就地-紧急-电网的电网综合防御手段,并分析了磁路控制型故障限流器异常后的防御过程。然后建立了实时仿真系统验证了磁路控制型故障限流器对继电保护的影响,提高了故障限流器异常后的电网适应能力和安全运行水平。     

高比例新能源与多直流场景下连锁故障防控策略研究

高比例新能源与多直流共存环境下系统扰动导致新能源与交直流深度耦合,连锁故障模式及演化过程更加复杂多变,需进一步深入研究其连锁故障风险及防控策略。首先,为充分考虑实际控制保护装置动作与系统电气量的交互影响,采用基于控制保护装置动作评估指标的时域仿真方法搜索高风险事故链。在此基础上,提出基于事故链信息的紧急控制思路,对可演化为连锁事故但自身无紧急措施的单个扰动配置紧急措施,加强和完善现有紧急控制体系对连锁事故链的阻断能力。以系统总风险代价最小为目标对预防控制和紧急控制进行协调优化,给出了协调控制优化模型与实现方案。最后,基于西北电网高比例新能源与多直流送出实际电网数据的仿真结果,验证了所提控制思路与控制方法的有效性。     

计及暂态稳定约束的电厂送出系统重合闸时间整定方法研究

基于我国现行的安全稳定导则,发电厂送出线路的重合闸时间可能直接影响电厂的送出能力。为保证电厂送出能力不因重合闸时间整定不合理而降低,建立了考虑重合闸时间对系统暂态稳定性影响的数学模型。应用EEAC(Extended Equl-Area Criterion)暂态稳定量化分析方法研究了考虑重合闸时间的电厂送出系统暂态稳定特性,提出了一种计及暂态稳定约束的电厂送出系统重合闸时间整定方法。实际系统仿真表明,利用该方法能快速确定重合闸时间整定的合理区间,保证重合闸时间整定值满足系统暂态稳定要求。