适用于继电保护的含变流器电力元件故障暂态快速仿真方法

针对含变流器电力元件详细模型仿真计算量大、仿真规模和仿真速度难以提高的问题,给出一种适用于继电保护的故障暂态快速仿真的方法。基于对变流器的功能和控制策略的分析,忽略变流器复杂的内部结构,仅保留其功能与控制特性,根据有功功率守恒得出其简化数学模型,最后对简化模型方程进行离散化,得到含变流器电力元件的输出工频分量的迭代方程。该方法避免了在仿真模型中大量使用分立的电力电子器件及其触发环节,从而简化了仿真模型的复杂程度,大幅降低了变流器环节的仿真计算量,提高了仿真速度。PSCAD仿真结果验证了该方法的有效性和快速性。     

基于托里拆利点的柔性互联装置直流电压波动抑制策略

针对柔性互联装置交流电网三相不平衡引发直流侧电压波动的问题,提出一种基于托里拆利点的柔性互联装置直流电压波动抑制策略。首先,通过定义三相不平衡不对称故障系统电压三角形托里拆利点为“新中性点”,将传统三相坐标系下的电压幅值不对称、相角漂移的故障转化为托里拆利点坐标系下的电压幅值故障;其次,通过分析系统三相功率有功功率振荡、直流波动之间的关系,建立新型控制策略,通过抑制有功功率二倍频分量波动,有效抑制系统直流母线电压波动。最后,基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证了所提方法的正确性。     

双馈风电机组多机并网系统短路电流计算方法

双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)多机并网系统发生故障时,各DFIG采用的控制方式和短路计算模型不尽相同,会对电网短路电流分布产生影响。为此,提出一种计及DFIG控制方式判断的电网短路电流计算方法。DFIG控制方式主要取决于机端电压跌落程度,因此针对具有辐射状接线结构的DFIG多机并网系统,分析了持续励磁控制和投crowbar保护两种控制方式下DFIG故障模型对系统故障电压分布的影响,根据所得电压分布特性提出一种故障后DFIG多机控制方式判断方法。然后与传统的同步发电机供电系统对比,给出了适用于DFIG并网系统的节点电压方程以及电网短路计算程序框图。最后以6台DFIG接入电网为例,仿真验证了所提DFIG控制方式判断方法和短路电流计算方法的有效性。     

基于波形相关性的直流配电网主动式接地故障选线

采用小电流接地方式的直流配电网发生单极接地故障时故障特征较弱,为准确可靠选出故障线路,文中提出基于注入信号波形相关性的接地故障选线方法。所提方法首先将预先设计的附加控制策略施加于直流配电网的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)上,实现探测信号注入。然后结合零模网络,得出故障特征为：各条健全馈线首端计算的特定频率零模电流流向相同、而其与故障馈线首端计算的零模电流流向相反。最后,基于该故障特征设计选线判据,引入皮尔森相关性系数比较各条馈线的归一化零模电流和总归一化零模电流的相关性,根据健全馈线相关性系数接近于1、故障馈线相关性系数接近于-1的特征完成故障选线。仿真结果表明,所提方法在高阻接地故障下能可靠识别发生在母线或各条馈线任意位置的单极接地故障。     

距离保护在风电接入系统中的适应性分析

大规模风电接入交流输电网使得风电系统表现出越来越多异于常规电网的故障特征,传统继电保护应用于风电接入系统时存在适应性问题。距离保护广泛应用于电力系统输电线路保护,研究其对风电系统适应性意义重大。针对距离保护的适应性问题,首先通过各距离保护的基本原理得出其最佳应用条件,然后基于该条件结合风电系统的一般故障特征从理论上对其适应性进行分析,得到距离保护适应性的一般结论。研究结果表明,风电系统的弱馈性和系统阻抗不稳定性使得基于工频变化量的距离保护不适用于风电接入系统,风电系统的高谐波和频偏特性使得工频量距离保护存在相量提取问题,时域距离保护动作性能良好。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

直流配电系统控制与保护协同关键技术及展望

直流配电系统中电力电子装置众多。一方面,电力电子装置的脆弱性提高了对保护的要求;另一方面,依靠灵活可控的电力电子装置,通过直流配电系统控制与保护协同实现故障快速恢复成为直流配电系统控制与保护研究的重要思路。文中首先归纳了直流配电系统保护与控制协同的整体思路;其次总结了换流阀子模块结构和控制策略对直流配电系统故障特性的影响,归纳了基于保护与控制协同思想的直流配电系统保护原理,分析了其协同配合过程;最后,对直流配电系统控制与保护协同研究进行了总结和展望。     

基于碳流追踪的电力系统源网荷低碳经济调度

在传统的电力系统低碳调度中,将发电厂视为唯一碳排放责任承担者对发电侧极不公平。追踪碳排放的来源,公平地将碳排放分摊到发电侧和用户侧并引导用户环保用电意义重大。针对已有碳流追踪方法因复功率运算导致追踪结果出现负碳排的问题,提出了一种基于碳排放流的碳流追踪方法,在碳流计算的基础上对系统碳流进行直接追踪;基于追踪结果,构建了由发电厂和用户共同承担的碳排放责任分摊模型;进而提出了基于碳流追踪的电力系统源网荷低碳经济调度方法,该方法在一阶段以发电成本和发电侧碳排放成本最小为目标对机组组合进行优化;二阶段以需求响应成本和用户碳排放成本最小化优化负荷分布。算例分析表明：相比于已有追踪方法,所提碳流追踪方法能够避免负碳排的出现;所提低碳经济调度方法可以兼顾系统的经济性和环保性,同时引导用户主动响应并降低系统的碳排放量。     

大规模直驱风电场快速仿真方法

提出了单台直驱风机的简化模型,对比了简化模型与详细模型在单台、多台风机情况下的仿真精度与仿真时间方面的差异,分析了在单台简化模型与单台详细模型下的风电场故障特征,得出风机位置与风速的分布特性对故障特征影响不大的结论。所提出的简化模型大幅降低了仿真计算量、提高了仿真速度。     

利用电流模型识别的输电线路纵联保护新原理

针对纵联电流差动保护应用于超特高压长线时受分布电容影响性能降低这一问题,基于矩阵束算法能够分析暂态电流组成的特点,提出一种仅用电流量的适用于分布参数输电线路的纵联保护新原理。该原理采用模型识别的思想,首先推导出线路故障时两侧电流故障分量之和与之差比值的理论表达式,作为待识别的基准模型。进而定义模型误差函数用于刻画实际故障数据与基准模型的符合程度。区外故障时,故障数据符合基准模型,模型误差为0;区内故障时,故障数据不符合基准模型,模型误差不为0,据此区分外部和内部故障。该原理不受分布电容影响,无需补偿电容电流;充分利用故障电流信息,无需滤波;能够灵敏快速地动作。用ATP仿真和动模仿真验证新原理的有效性。     

基于RTDS的微电网协调控制器仿真测试研究

微电网是能源互联网的重要环节,而协调控制器作为微电网的大脑,承担着控制指挥的枢纽作用.为验证微电网协调控制器的性能,首先,介绍了微电网电气部分的典型要素和组网方案;其次,基于实时数字仿真系统实时仿真平台搭建了包含各要素的微电网电气仿真系统;然后,设计了协调控制器与实时数字仿真系统之间的实时通信交互组网方案,构成闭环测试系统;最后,依托于该闭环测试系统,对微电网协调控制器的一键式启停、一次调频、后备电源等功能进行了仿真测试,仿真结果验证了协调控制器的各项功能,能够为后续协调控制器在工程现场的调试与应用提供坚实的保障.