采用直接电流控制策略的MMC-UPFC小信号模型

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)大多采用直接电流控制策略,为分析采用该控制时UPFC接入后系统的小干扰稳定特性,针对一般的3节点拓扑UPFC,推导了其外环控制器、内环控制器、MMC和直流系统的小信号模型,并给出了UPFC输出电流的线性化方程。进一步地推导了传统2节点拓扑UPFC的小信号模型,同时给出了UPFC模型与系统其余部分的组合方法,建立了系统整体的线性化模型。最后,通过对一个2机测试系统进行时域仿真和模态分析,验证了所提小信号模型的正确性。     

南京UPFC示范工程人工接地短路试验分析

统一潮流控制器(UPFC)包含有串联侧换流器和并联侧换流器两部分,在近端线路发生故障时,UPFC串、并联的换流器均会受故障影响,对于线路的瞬时性故障,需要UPFC能承受故障冲击,并且在线路故障清除后继续运行。人工短路试验可以考验UPFC的故障穿越能力,文中通过对南京UPFC示范工程的人工接地短路试验的结果进行分析,验证示范工程主设备参数的设计,和故障处理策略的合理性。     

基于改进线路效能的电网脆弱性辨识方法研究

随着智能电网建设的不断推进,电网互联程度越来越高,加强电网安全稳定分析对预防大停电事故的重要性更加突出。针对电网进行脆弱性评估,找出其中的薄弱环节,是电网安全稳定分析的前提与基础。本文首先根据复杂网络理论,采用支路有功潮流重新定义线路效能权值,随后结合电网实际运行状态进行建模,通过求取系统运行状态或网络结构发生改变后的全局效能变化量,建立电网综合脆弱性评估指标,最后基于IEEE标准算例对电网脆弱节点和线路分别进行辨识。结果表明,与电源联系紧密的线路和重要枢纽节点对网络整体脆弱性指标有着显著影响,该方法可用于智能电网规划方案的评估及优化。     

海上风电场运用柔性直流方式并网的无功控制研究

海上风电已成为我国沿海地区风电发展的趋势,为提高发电效率,海上风电场单机容量不断增大,风电场离岸距离从近海逐步向50 km外的深海拓展。由于大部分深海风电场采用柔性直流方式(VSC-HVDC)集中并网,电压管理与无功控制必须从电网、电源两方面着手,增强风电场、电网调压灵活性。本文针对柔性直流接入的大型海上风电场的无功规划及其控制策略开展研究。在不同接入容量的海上风电场群中通过采用推荐的无功控制方案,可以有效地改善风电集中区域电压运行质量,提高电网电压稳定水平,减少风电由于电压波动导致的大规模脱网的发生。     

应用500 kV高阻抗主变压器提高220 kV片区供电能力

针对片区220 kV电网的3种典型结构模式研究了片区500 kV站主变压器阻抗选择对片区供电能力的影响。经研究发现:提高500 kV变电站主变阻抗对提高220 kV片区供电能力有显著效果,新建500 kV站应尽可能提高其高 — 中侧阻抗,结合目前工程实践和设备制造厂商的技术水平,其阻抗百分比取20%较为适宜。     

基于大规模风电机组的虚拟惯量控制技术对江苏电网频率稳定性的影响研究

同步机转动惯量对于系统稳定具有关键的作用.随着直流馈入容量和省内新能源装机的不断增加,传统同步发电机将逐渐被取代.与此同时,江苏电网的惯量也将显著降低,对系统安全稳定性产生重大而复杂的影响.通过电力电子设备引入虚拟惯量是增强电网频率稳定性的有效方法.基于双馈感应电机的变速风电机组能够对其有功与无功分别进行解耦控制,具有控制灵活、响应速度快等优点.通过在风机中增加一个附加的控制环节,控制风电机组发出的功率,使其释放出风机叶轮、转子轴系中储存的动能,参与电网频率稳定性调节.本文首先从频率稳定性角度,简要分析惯量降低对江苏电网频率的影响;其次,具体分析了风电机组实现虚拟惯量控制的方式;最后通过实例仿真,总结提出大规模风电机组采用虚拟惯量控制对江苏电网频率稳定性的影响.     

江苏苏州南部电网受电能力分析

苏州南部电网已成为典型的大受端电网,通过5回500kV线路接受“西电东送”电力;通过特高压苏州站接受区外来电;区内落点±800kV锦屏直流接受西南水电。随着区外来电的增加以及供电负荷的不断增长,苏州南部电网受电规模不断增加,苏州南部电网将面临受电能力紧张以及严重故障后的安全性问题。因此,对于苏州南部电网最大受电能力的分析至关重要。考虑到从电网规划和运行控制角度,对于输电网充裕度和安全度的衡量存在标准的差异,本文首先梳理了江苏电网规划和运行控制中参照标准间存在的差异,在此基础上分析总结了苏州南部电网在“十三五”、“十四五”不同发展阶段的受电能力。     

柔性直流输电技术在江苏电网的应用研究

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术是以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型高压输电技术。他具有灵活调节潮流分布、几乎没有谐波、不需要无功补偿等优点,可以广泛应用在新能源并网、城市供电、海岛互联以及分布式能源接入等领域。本文调研了柔性直流输电技术在国内电网中现有工程的运行现状,分析了柔性直流输电技术在工程运行中的优缺点。针对"十四五"规划期间的南京西环网,本文分别提出了基于柔性直流输电技术和常规交流输电技术的网架加强方案,通过对两个网架加强方案的技术/经济性比较,总结了柔性直流输电技术在实际工程的推广应用中有待突破的瓶颈及发展建议。     

适用于双回线路的统一潮流控制器系统结构优化分析

统一潮流控制器(UPFC)可以快速灵活地控制线路的潮流,改善电网的潮流分布特性。对于国内大部分110kV及以上电网采用的双回线路结构,需要对双回线路同时进行潮流控制才能优化电网潮流,而目前已投运UPFC工程的系统结构均不适用于双回线路。文中以南京西环网应用UPFC工程为例,根据电网的实际应用需求,分析了双回线路UPFC控制的特点,给出了适用于双回线路应用UPFC工程的较优系统拓扑方案,该方案具有较好的可靠性、经济性和灵活性。     

串联电抗器限流技术在江苏电网的应用研究

随着500 kV变电站的新增布点及增容扩建、机组的接入以及220 kV电网的日趋密集,220 kV电网短路电流越限问题日趋突出。为控制电网中短路电流的增长,可考虑在电网中加装串联电抗器。本文首先简要阐述了串联电抗器限制短路电流的原理。随后通过调研串联电抗器的生产制造能力和国内外电网中现有工程的运行现状,分析总结了串联电抗器在江苏电网应用中的优缺点。针对2019年~2023年规划中的南京江北电网,串联电抗器的应用有效地限制了电网中的短路电流,维持了电网的合环运行,提高了电网运行的可靠性。基于本文分析研究,在未来江苏电网中加装传统的串联电抗器技术是现阶段具有可行性的短路电流控制措施。