海上风电场经交流海缆送出高频谐振高效实用化分析方法及其工程实践

2022年,国内某经交流电缆送出的海上风电场发生了高频谐振引起风机脱网事件,谐振频率超过现有标准规定的评估范围。针对海上风电场经长距离交流海缆并网产生的高频谐振现象,提出一种高效实用化的阻抗分析方法,并针对此次事件开展详细的频域仿真分析。采用硬件在环仿真与离线仿真相结合的手段开展风电机组阻抗特性建模,对风电机组变流器进行硬件在环阻抗测试,并在离线仿真平台中实现阻抗数据拟合。考虑了海底电缆的结构尺寸,在离线仿真平台中采用依频模型对其进行详细建模,模型精度满足海上风电场的谐振分析需求。搭建海上风电场场站模型,通过与现场多种工况的高频谐振复现测试结果进行对比,验证了所用分析方法的有效性,并开展阻抗特性整改措施仿真研究,为工程实践提供重要参考和指导。     

广东电网负荷中心区SVC应用研究

随着负荷水平的快速增长和外来送电比例的逐步上升,广东电网珠江三角洲负荷中心区的电压稳定问题日益突出。分别从静态电压稳定性和暂态电压稳定性两方面出发,研究了广东电网负荷中心区域电压稳定状况,指出了电压稳定相对薄弱的220kV站点,并结合变电站实际施工条件,提出了负荷中心区SVC应用初步配置方案。最后从静态电压稳定性和暂态电压稳定性两方面出发校验所提方案的有效性。分析结果表明,所提方案可以显著提升负荷中心区暂态电压支撑能力,有效改善系统的电压稳定水平。     

基于实测数据的风电场风速-功率模型的研究

建立准确的风电场模型是风电接入系统相关研究的基础。首先通过对某双馈风电机组的标准功率特性曲线和实测风速-功率散点图进行对比,针对它们之间的差异问题,建立基于实测运行数据的风电机组风速-功率模型。其次,针对地形复杂、机组排列不规则的大型风电场风速差异性问题,利用K-means聚类算法对风电场内所有风电机组按实测风速数据进行聚类划分,建立了整个风电场的等效风速模型,进而给出了基于实测运行数据的风电场风速-功率模型。然后,以某实际风电场为例,对该风电场内的风电机组按风速进行K-means聚类划分,结果显示该划分结果与简单按地理位置的机群划分结果有明显差异。最后,对传统的风速-功率模型和所提出的风速-功率模型输出结果进行比较,结果证明所提出的模型相对于传统模型而言,准确性有了较大的提高。     

基于中间数据库的PSS/E与BPA数据转换的研究

针对现有电力系统仿真软件PSS/E与BPA间存在的数据异构,不利于软件间数据共享和对比分析计算的问题,分析了基于中间数据库的异构数据源的转换方法,给出模式转换和数据转换实现过程;根据此方法将潮流数据和动态数据从源数据库中读出,通过PowerWorld中间数据库写入目的数据库,完成PSS/E与BPA异构数据的转换。以标准IEEE9节点系统为例进行数据转换和仿真对比分析,仿真结果显示PSS/E和BPA的潮流计算和暂态稳定性计算结果基本相同,证明数据转换是正确的。可见,基于该方法实现PSS/E与BPA的数据转换是可行的。     

计入电网损失及社会影响的500kV终端站综合风险评估

为了对终端变电站改造方案进行安全评估,针对500kV终端变电站的特点提出了一套工程化的风险评估方法。考虑了电网安全风险、缺供电、设备损坏、社会影响等几种主要的风险因素,基于解析法建立了各类风险的计算模型,并以广东电网某500kV变电站的终端站改造方案作为算例,进行了风险评估,比较了改造前后的风险变化,分析了各类风险所占比例,对几个主要的风险参数进行了灵敏度分析。分析结果表明,设备损坏和缺供电是主要的风险因素,500kV枢纽站进行终端站改造后,其设备损坏风险显著降低,缺供电风险有所上升,综合风险下降。     

电力系统强迫功率振荡及其影响因素研究

近年来,跨区域电网中出现了多次功率振荡并且呈现出新的振荡特性,但是根据经典的负阻尼转矩机理却无法解释这类振荡产生的原因,而强迫功率振荡机制可以很好地揭示这类振荡的起因。基于经典阻尼转矩理论在多机系统中对强迫振荡源作用下的电力系统受迫振荡机制进行分析,详细推导并论证了跨区大电网发生强迫功率振荡的影响因素,并指出系统的稳态响应是多种影响因素累加的综合效应。     

基于改进轨迹灵敏度指标的动态无功优化配置方法

从轨迹灵敏度指标的物理意义出发,在详细考虑了动态无功补偿设备实际特性的基础上,提出了一种基于改进轨迹灵敏度指标的动态无功优化配置方法。IEEE39节点系统算例和广东电网某区域220 kV网络算例的仿真结果验证了改进指标的有效性。最后,应用改进后的方法对南方电网"西电东送"交流通道的动态无功优化配置问题进行了研究。     

直流输电系统平波电抗器电感参数的选择研究

针对直流输电系统主回路中平波电抗器电感值的选择原则及方法进行了相关研究。首先引入电流斜率系数,用以衡量平波电抗器抑制故障电流上升的效果,并推导出故障期间直流电流随电流斜率系数变化的关系。通过分析平波电抗器电感值选择时应考虑的主要制约因素,按系统发生扰动时抑制直流电流上升速度和避免轻载时直流电流断续的要求,得出用于初步选择平波电抗器电感值的综合公式。最后,以葛南直流输电工程为例,验证了所提出的参数选择方法的合理性。     

直流系统采用电容换相换流器技术的特性研究

对直流输电采用电容换相换流器(capacitor com- mutated converter, CCC)技术时的系统特性进行了研究。导出了描述CCC结构直流系统稳态特性的数学模型,它由15个基本方程构成。采用数值计算方法对CCC结构直流系统的稳态数学模型进行详细的分析,并与电网换相换流器(line commutated converter, LCC)结构直流系统进行了比较,揭示了CCC结构直流系统的一些重要优势。推导出了CCC换流阀电压峰值的表达式,并在此基础上提出了选择换相电容值的方法,采用该方法所选择的换相电容值能充分发挥CCC结构直流系统的技术优势,但又不会过多增加阀的成本。采用仿真工具电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC,以葛南直流单极输电系统为研究对象,交流系统发生单相对地短路故障为例,对CCC和LCC系统的暂态特性进行仿真比较,表明CCC结构直流系统具有较好的故障恢复特性。