间歇式电源并网系统的中长期特性仿真研究

间歇式电源的大规模发展及并网运行,在带来巨大经济效益的同时,也给电网中长期过程的频率稳定和有功平衡带来了巨大的影响。在间歇式电源机电暂态模型的基础上,对风电、光伏中长期自动发电控制(automatic generation control,AGC)子站进行建模,该模型可以接受调控中心AGC总站的调度命令,对间歇式电源进行功率调节。然后,利用甘肃电网的某典型日负荷、风速及光照曲线,深入分析了间歇式电源的波动特性及风光互补特性,验证了上述模型具有模拟中长期频率波动的能力。在此基础上,以平抑间歇式电源带来的联络线功率波动为目标,对机组出力计划、二次调频系统等控制策略的效果进行了分析。最后通过仿真计算论证了机组出力计划和AGC系统具有平抑间歇式电源功率波动性的作用。     

基于全过程动态仿真的发电机组涉网保护和限制自动校核

针对发电机涉网保护和限制的整定值保守、配合关系不合理,涉网保护和限制缺乏与实际电网之间的协调控制等问题,提出了一种基于全过程动态仿真的发电机组涉网保护和限制自动校核方法。该方法可自动识别运行方式变化,针对不同故障形式进行全过程动态仿真,校核涉网保护和限制的动作特性及其对电网稳定运行的影响,并评估相应运行风险。仿真结果表明,基于全过程的自动校核方法能够较为真实地反映实际电力系统发生故障后的动态过程,更好地发现由于保护和限制定值缺陷导致的问题,实现优化控制对象,为电网的安全运行分析和决策提供支撑。     

适用于全过程动态仿真的光伏电站有功控制模型

随着光伏电站大规模接入电网,电网仿真分析对光伏电站模型准确性提出了更高的要求。光伏电站在有/无调度指令、正常/故障工况下采取不同的有功控制策略,表现出多时间尺度的动态特性。为了研究其动态特性,提出了一种适用于全过程动态仿真的光伏电站有功控制模型。该模型以光照强度/温度的持续波动、调度总站的限功率指令作为输入,通过站级AGC控制模型和逆变器控制模型实现对光伏电站有功功率特性的仿真。该模型在大型电力系统分析软件包的全过程仿真程序(PSD-FDS)中得到了实现,并利用宁夏电网实测数据对光伏电站在不同系统工况下的特性进行了模拟。仿真算例表明,该模型可为光伏电站的并网动态特性研究提供有效的仿真手段。软件包的全过程仿真程序(PSD-FDS)中得到了实现,并利用宁夏电网实测数据对光伏电站在不同系统工况下的特性进行了模拟。仿真算例表明,该模型可为光伏电站的并网动态特性研究提供有效的仿真手段。     

适用于电力系统全过程动态仿真的风电机组典型模型

风电的随机波动性给电网的规划运行带来了不利的影响。针对目前国内在风电仿真分析时使用的模型所存在的问题,包括机电暂态特性仿真不够准确且缺乏中长期动态仿真等,建立了适用于电力系统全过程动态仿真的典型风电机组模型。该模型包括反映风电机电暂态特性的发电机和换流器控制模型、低电压穿越控制策略和保护模型,以及反映风电中长期动态特性的风速波动和有功控制模型。该模型能够对风电机组机电暂态特性,特别是低电压穿越过程的运行特性进行准确地仿真;通过设置风速波动输入,能够较准确地模拟风电机组出力的长时间变化过程及其对电网造成的影响。通过与大电网实测数据的仿真对比,验证了风电机组模型在机电暂态和中长期动态仿真中的有效性。     

基于涉网保护的低励限制、失磁保护与失步保护配合的研究

网源协调中发电机组涉网保护问题对电网运行和发电厂涉网设备运行的影响日益显著。对实际电厂中低励限制、进相能力和失磁保护整定不合理的问题进行了明确的阐述,提出了它们之间的整定配合原则。在电力系统继电保护中,失磁保护是最重要、最复杂的保护之一,失磁保护与失步保护都是采用测量阻抗的变化规律作为动作的判据,在阻抗平面上存在重叠动作区域,因此两者在配合上存在冲突。由于功角能够实时测量,在线整定,具有自适应的特性,提出了基于功率角闭锁的方法来解决发生失步时失磁保护可能抢先误动的问题。通过仿真验证了上述结论的正确性。     

大型核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则

针对中国目前应用最为广泛的压水堆核电机组,分析了核电机组涉网保护与电网安全运行的相互作用和影响,提出了核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则。在全过程动态仿真程序已有的压水堆核电机组模型基础上,研究了电网电压、频率扰动引起的核电机组和电网的动态特性,着重分析了超速保护、过励限制和保护、频率异常保护、主泵保护等涉网保护和电网高频切机、低频减载等安全自动装置的动作特性、相互影响及其协调关系。结合实际电网算例,验证了相应的协调配合原则,为核电厂及其所接入电网参数整定、定值优化及协调控制等提供了参考。     

电力系统动态仿真中的安全稳定控制系统建模

针对目前电力系统动态仿真分析难以准确反映安全稳定控制系统动作特性的问题,提出一种安全稳定控制系统通用建模方法。采用分层次、面向对象的建模思路,实现了对实际电网中的安全稳定控制系统特性的准确模拟,以及含安全稳定控制系统模型的动态仿真计算。该方法层次清晰、建模方便,克服了以往仿真软件因潮流转移导致的过负荷引起距离三段动作、反时限原理保护动作和涉网保护动作等导致系统元件的开断,特别是连锁故障引起的大面积停电等复杂故障情形,不能真实反映安全稳定控制系统动作行为的缺点,同时减轻了仿真计算的工作量。仿真结果表明,含安全稳定控制系统模型的动态仿真程序,为分析电力系统全过程动态稳定性、研究防止连锁故障引起大面积停电的措施提供了有力的仿真工具。     

用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法

讨论了电力系统稳定性与安全性的从属关系,指出电网静态安全约束、暂态稳定约束和全过程安全评估宜分别在电网规划的不同步骤中考虑,提出了间歇性电源高渗透电网规划方案安全性评估流程。指出电力系统连锁反应事件部分过程具有开放的复杂巨系统的一些特性,其中一部分过程在仿真中难以准确模拟,需进行简化处理,而另一部分过程的前后事件之间具有强因果关系,这部分过程可采用改进的仿真软件进行模拟。提出了计及故障前发电系统状态的电网全过程风险评估计算方法,使用该方法,可将稳定设施费用和停电风险损失计入电网规划方案的综合年费用中,对方案进行安全性和经济性综合比较选择。     

电网动态仿真中的稳控装置接口仿真平台

针对常用仿真程序中稳控装置模型的不足,提出了用于电网动态仿真的稳控装置模型及其建模方法,进而建立了用于电网动态仿真计算的稳控装置接口仿真平台;在PSASP中通过UPI实现了该仿真平台与PSASP的联合运算功能,并进行了暂态稳定仿真计算。仿真结果表明,稳控装置接口仿真平台与PSASP联合仿真能够更加准确地模拟实际装置的工作过程,真实反映实际电网发生故障时的动态特性。     

电力系统动态稳定机理和稳定措施分析

为了对大扰动后电力系统动态稳定的机理给出清晰的解释和寻求有效的稳定措施,文中从发输电系统功 — 角特性曲线族和不同工作点的特点出发,解释了电网低频振荡与输电容量及电网结构的相关性,通过比较在不同工作点附近发输电系统功 — 角特性曲线变化的差异及相应的阻尼作用的大小,论述了电网在大扰动条件下的系统动态特性。在此基础上,分析了系统稳定措施,指出在电网功率传输断面部分线路故障跳开后,采取紧急降低关键发电机组出力是抑制系统振荡的有效措施。