多馈入交直流混联系统解耦安全域的刻画及应用

多馈入交直流混联系统具有强非线性、强耦合特征,而直流调整的快速性对控制策略的确定时间提出了较高要求。对于弱受端系统,直流子系统的输电能力较弱,功率的调整范围较小,进行快速功率调制时容易使系统越限,因此需要精细化的控制策略。为了从宏观角度考虑安全特性并实现快速功率精细调制,提出了解耦安全域的概念。对于含有静止同步补偿器(STATCOM)的弱受端多馈入交直流混联系统,基于解耦安全域调整直流功率,并将功率调制问题转化为线性规划问题,可快速得到安全控制策略,并实现直流系统快速功率调制的目的。最后,通过案例研究验证了所提方法的可行性。     

基于安全距离灵敏度的交直流混联系统安全校正策略

大型交直流混联系统中,直流系统的大容量、灵活可控等特征使得交直流混联电网的动力学特性有了根本变化,运行控制难度急剧增大。直流闭锁后潮流的大范围转移将严重影响系统的稳定运行,迫切需要研究交直流混联系统的安全校正策略。为此,提出一种基于静态安全距离灵敏度的交直流混联系统安全校正方法。在交直流混联系统静态安全域理论的基础上,为了适应电力系统在线计算的要求,对安全域边界面进行线性回归拟合并给出修正安全距离及其灵敏度的计算方法。通过对安全域的伸缩变化以表征不同维度变量的控制代价,并在此基础上求取安全校正指导矢量。根据各控制变量对指导矢量的灵敏度和各控制变量的实际调节能力对其进行排序,并依次将其代入安全校正模型中进行求解,以使得调节过程中的总调整量最小。对改造后的IEEE 39节点交直流混联系统和简化实际电网进行分析计算,结果验证了所提安全校正策略的正确性与有效性。     

基于交直流混联系统静态安全域安全校正控制后的优化调度

大型交直流混联系统安全校正控制往往会使系统处于临界安全状态,故迫切需要研究其安全校正控制后的优化调度策略.对此,基于静态安全域理论,建立了计及重载线路N-1故障约束的静态安全域数学模型,并给出了其优化调度安全子域的刻画方法.综合系统的发电成本、电压偏差及安全裕度表征优化调度模型的经济性与安全性.通过计算安全距离灵敏度,确定对关键断面影响显著的敏感机组和直流线路,并在不同安全裕度约束下刻画各维度的安全子域投影,为优化调度提供更丰富和准确的运行信息与引导策略.算例分析表明优化调度安全子域可有效提升系统运行的经济性与有效性,并合理规避了重载线路N-1故障对系统安全运行的冲击.     

基于解耦安全域的多馈入交直流系统无功补偿装置落点研究

对于弱受端系统的多馈入交直流混联系统，直流子系统输电能力弱，功率调整范围小，快速功率调制时容易使换流母线的电压越限。在提升系统输电能力的措施中，安装无功补偿装置是一种十分有效的手段。为了确定无功补偿装置的最优落点位置，以STATCOM作为无功补偿装置，提出了基于解耦安全域的综合评价因子。该评价因子同时计及了在不同运行状态下，系统的输电能力以及解耦安全域内解的数量留存率等因素及其影响权重。算例分析表明，根据该综合评价因子的大小来确定多馈入交直流混联系统最佳的无功补偿装置落点方案，能够全面评价最优的无功补偿落点方案的优劣。     

基于解耦安全域的多馈入交直流系统无功补偿装置落点研究

对于弱受端系统的多馈入交直流混联系统,直流子系统输电能力弱,功率调整范围小,快速功率调制时容易使换流母线的电压越限。在提升系统输电能力的措施中,安装无功补偿装置是一种十分有效的手段。为了确定无功补偿装置的最优落点位置,以STATCOM作为无功补偿装置,提出了基于解耦安全域的综合评价因子。该评价因子同时计及了在不同运行状态下,系统的输电能力以及解耦安全域内解的数量留存率等因素及其影响权重。算例分析表明,根据该综合评价因子的大小来确定多馈入交直流混联系统最佳的无功补偿装置落点方案,能够全面评价最优的无功补偿落点方案的优劣。     

含可控串联电容换流器的交直流系统静态安全域刻画与分析

传统电网换相直流输电发生换相失败的概率较大,且需要大量的无功补偿,而基于强迫换相原理的可控串联电容换流器(CSCC)可解决该问题。从静态安全域的角度出发,给出了含CSCC直流输电的交直流系统静态安全域断面刻画方法及边界面演变分析。安全域的几何直观性能方便调度人员或规划人员综合考虑换流器无功需求、换相失败概率、阀电压峰值限值、可控电容及换流阀的投资成本等因素,在域内选取合适的运行点,并有利于提前采取适当的安全控制措施,最大限度地降低CSCC直流输电一旦发生换相失败造成的后果比常规直流输电更严重的可能性。     

交直流静态安全域下计及时间特性直流有功调整方法

随着交直流混联系统状态及控制变量广域耦合程度不断提高,各元件时间响应特性差异巨大,系统的控制目标会因为各控制参数时间尺度的不协调而难以实现。为解决上述问题,首先,在交直流混联系统静态安全域理论基础上研究了其边界曲面线性回归拟合及二维投影的刻画方法。在考虑安全域和控制设备时间参数的基础上,提出具有时间特性的控制安全域及域内最优调整曲线的通用模型。然后,通过高压直流输电主回路参数计算得到直流输送有功和无功补偿、触发角、熄弧角以及变压器分接头等电气量的稳态关系,并依此结合计及时间特性控制安全域的刻画方法以完成直流有功控制域的表征,且在域内以整个调节时间内系统中敏感母线平均电压波动最小为优化目标给出最优调整曲线,从而保障交直流系统有功调整在时间维度上的安全性。最后,基于改造的两区四机交直流混联系统进行仿真计算,验证了理论分析的正确性与可靠性。     

基于换相面积的CSCC-HVDC输电特性研究

受端电网的直流接入能力是高压直流输电系统规划和运行的关键问题之一。从可控电容换相换流器接入弱交流受端电网对换相失败的影响出发,在对可控电容换相换流器基本原理和拓扑结构进行分析的基础上,建立了可控电容换相换流器的稳态数学模型。为更接近工程实践和提升控制精度,考虑了高压直流控制系统的响应特性,并研究了以换相电压时间面积为控制目标的含可控电容换相换流器的响应控制策略。针对短路故障引起的换相失败,提出了利用限压器-并联间隙组合保护装置的故障恢复策略以缩短电容换相换流器的故障恢复时间。最后基于PSCAD/EMTDC平台,通过仿真验证并和其他方案的对比研究证明了上述控制策略对于降低弱受端逆变站换相失败风险和故障恢复的有效性。