基于开关函数的LCC-HVDC输电系统谐波计算方法

电网中电力电子设备的增加所产生的谐波及其危害逐渐显现,并得到越来越多的重视,而换流器作为直流输电系统主要的谐波源,进一步对其进行谐波分析显得尤为重要。本文以电网换相换流器型直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统为研究对象,采用基于开关函数的谐波计算模型对特征谐波进行分析。首先,根据调制理论,建立了基于开关函数的交直流谐波计算方程,并根据LCC换流器的工作原理,分别求解了电压及电流的开关函数,然后通过对直流系统的结构进行分析,得到了直流系统等值谐波阻抗模型,在此基础上,结合交流侧的潮流分析,通过联立求解谐波方程,得到了LCC换流器交直流两侧的特征谐波,最后通过与PSCAD模型的仿真结果进行对比,证明了本文谐波计算方法的准确性和可行性。本文可以为电力系统谐波分析、谐波抑制等提供理论基础和方法参考。     

基于FPGA的高压直流输电系统建模与实时仿真

高压直流HVDC(high-voltage direct current)输电技术的应用改变了传统输电网的形态与运行特性,大量高频电力电子设备的接入使得输电网动态特性更加复杂,通过实时仿真研究其复杂动态特性对于电网的运维具有重要意义.首先,基于现场可编程门阵列FPGA(field programmable gate array)设计了HVDC系统的实时仿真平台,确定了基于FPGA的HVDC实时仿真系统基本仿真框架.其次,提出了基于FPGA的晶闸管、变压器以及熄弧角检测模块等主要元件的建模方法,开发了基于FPGA的HVDC实时仿真系统.最后,以CIGRE HVDC系统为例,进行了步长5μs故障状态下的暂态实时仿真,验证了所提建模方法以及HVDC实时仿真系统的正确性与有效性.     

直流调制抑制南方电网区域振荡的研究

通过分析南方电网的区域功率振荡模式以及对采用不同直流调制方式的系统进行时域仿真,设计了可以有效抑制南方电网内区域功率振荡的直流调制控制器,并将其应用于贵广直流工程中,从而提高了南方电网交直流并联系统运行的稳定性.     

多直流馈入系统电压支撑强度指标及其在南方电网STATCOM配置方案研究的应用

采用EMTDC和BPA仿真工具,分析了动态无功设备对交流系统故障情况下直流逆变站母线电压和直流功率的影响。配置动态无功设备情况下故障后直流逆变站电压及功率恢复的时间加快,同一时刻直流逆变站电压及功率都比无动态无功设备情况下有所提高,且直流功率的增量与电压的增量基本呈比例关系。从有效抬高各逆变站的母线电压,改善直流功率的恢复特性,提高系统稳定性的角度出发,提出各母线对多回直流逆变站电压支撑强度的指标。该指标可以用于动态无功设备配置站点对多回直流支撑作用的敏感性分析。在该指标计算和系统稳定分析的基础上,提出了南方电网STATCOM的配置方案。该方案被采纳,相关工程已在2013年投产。     

电力系统电磁/机电暂态实时混合仿真的关键技术

电力系统的巨大发展给仿真技术带来新的挑战，传统的仿真手段已不能满足实际大规模互联系统分析的要求。专家、学者结合电磁、机电暂态仿真的优点提出了混合仿真的技术路线。文中综述了国内外混合仿真技术的研究、发展情况，明确了混合仿真的2个基本要求以及现阶段面临的实质难题，包括分网方案制定、单侧计算时边界条件和对侧等值、故障时刻交互时序等;提出了预测校正的思路，阐明了其可行性，展望了混合仿真技术的发展方向。     

考虑输电损耗和新能源波动的VSC-MTDC下垂控制策略

输电线路上功率传输引起的电压降使各个换流站的直流电压存在差异,具有随机性的新能源接入也会带来系统直流电压波动。这两方面的原因会使换流站输出功率发生偏移,从而影响多端直流输电(MTDC)系统的潮流控制。对此提出一种考虑输电损耗和新能源波动的MTDC下垂控制策略,该控制策略根据潮流分析的结果为换流站指定运行参考点,对主换流站和从换流站分别增加电压闭环和功率闭环,形成带电压死区和带功率死区的下垂控制,以补偿新能源接入带来的影响,同时根据换流站容量和系统电压范围指定下垂系数。通过仿真表明,该策略在正常运行状态下能够削弱新能源波动对从换流站输出功率的影响;在大扰动状态下能够为换流站合理分配波动功率,具有良好的调压性能。     

南方电网中直流输电系统对交流系统的紧急功率支援

讨论了南方电网中利用直流输电系统对交流系统进行紧急功率支援的必要性和可行性，阐述了紧急功率支援的本质，并分析了紧急功率支援的数量、起始时刻和功率改变速率等因素对改善系统稳定性的影响和机理。     

云广直流小功率孤岛试验发现的问题及应对措施

云广直流孤岛方式运行是提高云南水电外送能力和保证南方电网安全稳定运行的重要措施。总结了云广直流带小功率孤岛试验中发现的主要问题及应对措施,诸如小湾电厂机组调速器不完全适应孤岛方式,直流闭锁后机组频率从最高频率下降至50 Hz时间较长,孤岛模式转联网模式过程小湾电厂机组有功功率波动较大等。这些问题的解决大大减小了后续大功率孤岛试验的风险。     

云广直流孤岛运行双极跳闸后机组调相分析

云广直流孤岛方式下双极跳闸后,部分机组进入并长期运行于调相状态,给系统和设备安全带来严重威胁。利用电力系统功率扰动的3阶段分配原理解释了这一现象的产生原因,提出了避免机组调相运行的机组功率安排原则及调速器附加控制策略,实验结果验证了相关分析的正确性。