中性点不接地系统单相故障导致TV熔断机理分析

35 k V低压配电系统中性点一般采用不接地方式,当低压母线发生单相短路,在故障消失后低压母线TV上会产生很高的过电压,造成铁心严重饱和,近而产生很高的过电流,此电流极有可能导致TV熔丝熔断;针对此问题推导了单相故障消失后TV过电流的物理机制并提出相应的抑制措施,最后通过PSCAD/EMTDC软件搭建了一个实际电力系统模型,验证了此物理机制并证明了抑制措施的可行性。     

考虑RAML环节的特高压直流整流侧动态响应特性及其对送端交流电网稳定性影响

计及整流侧最小触发角限制(RAML)环节的影响,对特高压直流工程在整流侧交流故障情况下的控制行为及响应特性进行了分析。首先,在PSCAD/EMTDC中搭建了与实际直流工程控保逻辑一致的直流输电模型,基于该模型探讨了RAML控制环节在系统暂态过程中对直流送端响应特性的影响。分析结果表明,当整流侧控制保护系统中配置了RAML环节,在交流电压恢复期间,直流电压和直流电流的超调现象被消除。然而,由于RAML环节的作用系统直流电压、直流电流以及直流有功功率的恢复速度也相应变慢。同时,换流器吸收的无功功率也会较无RAML环节时更多。其次,基于EEAC理论,分析了RAML环节的配置对送端交流电网功角稳定性的影响。最后四川电网算例表明了结论的有效性。     

基于无功电流的中性点不接地系统小电流接地选线方案

针对中性点不接地系统发生单相故障后难以准确选取故障回线的问题,提出一种基于无功电流的选线方案。单相短路故障发生后的,故障相各回馈线的电流变化主要来自线路分布电容电流变化,此电流为无功电流。其中故障回线无功电流为非故障回线与故障回线无功电流变化量之和,非故障回线无功电流变化量为该回线无功电流变化量。在此基础上提出基于无功电流变化量的中性点不接地系统小电流接地选线方案。单相短路故障发生后,比较故障相各回馈线无功电流变化量,变化量最大的馈线为故障馈线。利用PSCAD电磁暂态仿真软件搭建中性点不接地系统,对配电网中的架空线路和电缆线路单相短路故障进行了仿真研究,结果表明所提方法可靠性高,有较强带过渡电阻能力,且不受线路架设方式影响。     

基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法

针对目前特高压直流输电系统接地极线路保护存在死区的问题,提出了一种基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法。在不同故障工况下推导了接地极线路的谐波测量阻抗表达式,利用阻抗表达式分析了正常运行工况与故障工况下谐波测量阻抗的偏差特性。在此基础上,提出了基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路故障保护判据。利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,仿真结果表明,所提保护方法较传统保护方法可有效检测到接地极线路发生的各种故障,耐受过渡电阻能力强,且不存在保护死区。     

分频输电系统及其应用

分频输电系统(fractional frequency transmissionsystem,FFTS)利用较低的频率(如50/3 Hz)传输电能,从而减少交流输电线路电气距离,提高系统传输能力。在水电、风电等可再生能源发电系统中,由于发电机转速较低,十分适合于利用分频进行发电和输电,在并网时转换为工频。首先介绍了分频输电的原理、并网特点等。其次,利用2个案例对水电、风电经分频输电并网的可行性进行了分析。特别是对分频风力发/输电系统的优越性进行了阐述。结果表明,水电、风电经分频输电并网是一种具有经济与技术优势的方案,在可再生能源发输电领域有着很好的应用前景。     

含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性分析

对含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性进行了分析。首先,建立了交交变频器的准稳态模型,该模型反映了暂态过程中变频器两侧的电压、功率关系。其次,提出了含分频风电的电力系统暂态稳定算法。该算法将交交变频器准稳态模型与低频、工频两侧的网络方程相连得到系统网络代数方程。同时,利用交替迭代法对系统微分—代数方程组进行求解。最后,对含分频风电的电力系统的暂态稳定特性进行了分析。分析结果表明,由于低频侧电抗仅为工频系统1/3左右,故障时低频风力发电机转速响应的阻尼高于同距离的工频系统。同时,当低频侧故障时交交变频器对工频侧发电机的振荡具有明显的抑制作用。     

风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响

为了进一步掌握风力发电系统短路故障特征并分析其对继电保护的影响,建立了双馈和直驱风电系统电磁暂态模型。通过电磁暂态仿真研究了风电系统短路电流及系统正负序阻抗的特征,得出了风电系统提供短路电流能力较常规电源弱和风电系统正负序阻抗不一致且随时间波动的结论。研究了常用输电线路继电保护原理对风力发电系统的适应性,得出了输电线路距离保护和选相元件受风力发电系统故障特征影响较大,可能发生不正确动作的结论。利用现场录波数据验证了故障特征及保护适应行分析的正确性,相关结论对继电保护的配置具有一定的借鉴意义。     

基于运行数据的水电站MILP模型最优代表水头选取方法

针对采用设计水头的水电站混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)调度模型计算的出库流量与实际出库流量偏差较大的问题,提出了基于运行数据的水电站MILP模型最优代表水头选取方法。首先,基于运行数据采用MILP模型,拟合出使模型计算出库流量过程与水电站实际出库流量过程偏差最小的代表水头;然后,在实际调度中,以日平均入库流量和日平均出力作为该代表水头特征向量,根据预测入库流量和日计划电量即可选取最优代表水头。计算实例表明,相比于传统固定水头,该方法能够更好地反应水电站实际的出库过程,有利于提高电网制定调度计划中梯级水电站上下游水量匹配精度。     

分频输电系统变频器桥臂不导通故障及相关问题

桥臂不导通是交 — 交变频器最常见的故障，脉冲缺失、换相失败都可以归结为这一类故障。文中分析了分频输电系统交 — 交变频器中性点接地方式及变频器工作在逆变条件下发生桥臂不导通故障后低频电压和电流的情况。与传统的拖动用变频器同样故障相比较，得出了两者的区别，并认为分频输电系统变频器故障可能较拖动时后果更严重。将理论分析结果与仿真结果相比较，验证了以上分析的正确性。通过分析低频故障电流与故障时基波电压、功角的关系，对变频器桥臂不导通故障的识别提出了建议。     

特高压直流输电系统换相失败预测环节对送端电网影响分析

分析了计及换相失败预测环节对特高压直流工程在逆变侧交流故障情况下的响应行为,探讨了特高压直流换相失败预测环节对送端电网直流送端电气量的影响以及换相失败预测控制环节参数的灵敏度。结果表明,换相失败预测环节的投入可以起到减少换相失败持续时间的作用。最后,在逆变侧电压跌落出现换相失败后,分析了其对传输有功功率恢复速度及送端交直流系统的稳定性能的影响。