三沪直流工程无功补偿和控制方案

换流站无功补偿与控制研究是高压直流输电系统设计的重要组成部分。无功控制方案和无功功率控制策略的研究目的旨在制定换流站无功设备配置的具体方案, 以保证在各种运行条件下维持换流站无功功率的平衡, 实现规范书提出的换流站无功功率补偿和平衡的要求。无功控制方案研究采用BPA、MainC、Nimscan、RPC 等程序作为计算工具, 研究确定换流站两端交流系统提供和吸收无功功率的能力以及无功补偿和无功平衡的原则, 并用于对无功补偿和无功平衡研究中必须考虑的补偿、平衡方案的设计和校核。在三峡—上海±500 kV 直流工程提出了具体的无功配置与控制策略, 为控制保护系统及交流滤波器设计提供依据.     

特高压直流工程无功平衡和补偿策略

换流站无功补偿是特高压直流输电系统设计的重要组成部分,而特高压换流站和交流系统无功平衡与补偿策略对计算特高压换流站无功平衡和无功补偿总容量非常重要,因此根据特高压换流站无功消耗的特点,结合送端金沙江区域交流系统的不同运行方式,采用BPA3.0程序计算后得出送端金沙江区域交流系统无功提供总能力为2 400 MVA,无功吸收总能力为200 MVA;3个换流站无功补偿推荐采用独立平衡策略;无功大组容量限值为1 000 MVA。主要研究结论已用于特高压直流输电系统的成套设计工作。     

交流系统改接线对葛洲坝换流站运行的影响

根据三峡送出系统规划葛洲坝换流站交流系统将改行接线,接入三峡系统,其电网结构、换流站正常运行电压、背景谐波、谐波阻抗等条件都发生重大变化,需要校核新条件下的阀短路电流、无功控制、交直流各种运行方式下交流滤波器的性能和稳态额定值。为此结合原葛南直流系统设计参数和新的系统条件,重新计算了换流阀短路电流,采用无功控制计算程序重新校核了滤波器的投切点,对新的网架进行了谐波阻抗等值,对改接线后葛洲坝换流站交流母线背景谐波电压进行了24h连续监测,校核了各种运行方式下的滤波器性能和定值。葛洲坝换流站交流系统改接线校核计算表明,除个别极端运行方式外,葛南直流系统在新的接入系统条件下均能保证安全稳定运行。     

±800kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性评价

根据向家坝-上海±800 kV特高压直流输电系统采用双换流器串联的主回路结构特点,以及国内已投运的远距离直流输电系统的可靠性、可用率统计数据,建立了向家坝-上海±800 kV直流系统可靠性评价模型,对每极双换流器串联的直流系统的可靠性进行了计算,提出了±800 kV直流系统可靠性指标。利用该模型,对2个直流系统同时发生同极性单极故障的故障率进行了计算,评估了向家坝-上海±800 kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性和影响。     

电力系统N-K故障的风险评估方法

历次大停电事故表明,由简单故障触发的连锁故障会对电力系统造成灾难性的后果。识别和分析可能对电力系统造成大面积停电的严重N-K故障是进行电网安全评价和制定防御措施的必要步骤。文中在分析大停电演变过程的基础上,提出了一种电力系统N-K故障的风险评价方法：考虑故障间的相互影响和继电保护的隐藏故障,计及元件运行状态变化对其故障概率的影响,基于贝叶斯网络给出了N-K故障的概率计算模型;详细模拟了实际电力系统连锁故障过程中的控制措施,建立了计及电压稳定约束的最优控制模型,提出了N-K故障严重程度的确定方法;最后提出了N-K故障风险指标的计算方法。利用Python语言对PSS/E进行了二次开发,实现了所提方法,并以IEEE 30节点测试系统为例,识别出该系统中的严重N-K故障,验证了方法的正确性。     

北京10kV配网合环试验与分析

为了保证重要用户的不间断供电,提高城市配电网的供电可靠性,北京电网10kV配电出线带电倒负荷的操作频繁。因合环开关两侧母线或线路存在电压差等原因,可能使合环操作中产生过大环流,引起过流保护或速断保护误动。合环以沙窝站为例,介绍了试验条件、合环试验接线、方法、步骤和安全措施。通过研究合环暂态和稳态过程,提出了合理的合环仿真模型和计算方法,计算了合环稳态电流和合环瞬时最大冲击电流。根据对试验数据、录波波形与仿真计算结果的分析对比,探讨了影响安全合环的主要特征量,给出了安全合环的主要调整措施,得出的结论对电网实际运行具有指导意义。     

±800kV向家坝——上海特高压直流输电工程谐波阻抗等值研究

谐波阻抗等值在很大程度上决定了换流站交流滤波器的配置方案，直接影响换流站的平面布置、占地、投资等技术经济指标。在完善发电机、变压器、滤波器、线路等电气元件阻抗频率模型的基础上，采用NIMSCAN阻抗频率扫描程序对向家坝-上海±800kV特高压直流输电工程进行了谐波阻抗等值计算。对两端电网典型运行方式及开断方式进行了优化，等值中考虑的最严重运行方式为N-2方式，并对3、5、7次及高次特征谐波进行分区统计处理。采用详细的元件阻抗频率模型和分区统计可显著减小各次谐波阻抗、进而优化滤波器设计并简化滤波器配置方案。     

±800 kV向家坝—上海特高压直流输电工程谐波阻抗等值研究

谐波阻抗等值在很大程度上决定了换流站交流滤波器的配置方案，直接影响换流站的平面布置、占地、投资等技术经济指标。在完善发电机、变压器、滤波器、线路等电气元件阻抗频率模型的基础上，采用NIMSCAN阻抗频率扫描程序对向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程进行了谐波阻抗等值计算。对两端电网典型运行方式及开断方式进行了优化，等值中考虑的最严重运行方式为N&;#61485;2方式，并对3、5、7次及高次特征谐波进行分区统计处理。采用详细的元件阻抗频率模型和分区统计可显著减小各次谐波阻抗、进而优化滤波器设计并简化滤波器配置方案。     

±800kV特高压直流输电系统主回路参数研究

为制定直流系统的控制策略并提供基本的稳态控制参数,以向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程为依托,根据直流输电的基本理论并结合特高压直流系统的特点研究了主回路参数,提出了特高压直流系统的基本控制策略,以及2组12脉动换流器串联(400kV+400kV)构成±800kV特高压的全新换流站接线方案和灵活的运行接线方式。在主回路参数研究和设计中分析了影响主回路参数设计的关键因素,给出了特高压换流站主设备的参数,为特高压直流技术研究提供了基础数据。     

换流站交流母线检修时的暂时过电压分析

我国常规直流工程的换流站交流母线广泛采用3/2断路器接线方式,运行期间可能会出现交流母线一条检修、另一条运行的状态,而对应的暂时过电压水平未作为换流站绝缘配合的设计依据,因此有必要对其进行校核,进而确定换流站无功大组所在间隔的暂时过电压水平是否会超过设备的耐受能力以及对应的限制措施。结合三峡电力外送直流输电工程的具体情况,利用电磁暂态仿真程序EMTDC,对换流站交流母线一条检修、另一条运行状态下无功大组所在间 隔的暂时过电压水平进行了仿真分析。分析结果表明,在这种工况下无需考虑限制暂时过电压的特殊措施,即可保证换流站的安全运行。该结论可作为电网运行部门安排换流站交流母线检修的依据。