基于快速开关提升风电场低电压穿越成功率的研究

装设自动重合闸的风机馈线发生永久性故障时,并网点电压会发生两次跌落造成风机低电压穿越失败,针对上述现象提出了一种采用快速开关提升风电机组低电压穿越成功率的方法。该方法以国标为基准分析快速开关应用于风机低电压穿越场景的机理,利用快速保护断路器本体与控制系统的配合,较大程度地缩短故障电流对系统的冲击时间。以某风电场接入电力系统为例,在PSCAD/EMTDC中分别对比了采用传统断路器和快速开关的10 kV馈线发生各种短路故障时并网点电压的跌落情况。仿真结果表明:基于快速开关提升风机低电压穿越成功率的方法能够显著地缩短故障电流对系统的冲击时间,较大程度地保障风机在并网点电压两次跌落的情况下保持并网运行。     

一起直流单极连续3次闭锁故障仿真分析

宁夏电网目前已接入3回直流,其中第1回直流为±660 kV接入,容量为4 GW;第2回直流为±800 kV,容量为8 GW;第3回直流为±800 kV,容量为10 GW,并正式形成了送端直流群。随着特高压直流的接入,宁夏电网发生直流故障的次数逐渐增多。针对第2回直流某次典型单极连续3次闭锁故障,详细介绍了事故发生的过程和故障前后宁夏电网运行方式及系统动态特性的变化情况。利用PSASP程序建立宁夏电网仿真模型,还原了故障前电网运行方式,并仿真再现了故障后的电网动态过程。通过仿真与实测结果的对比,进一步明确了直流故障期间电网特性的变化情况,同时验证了仿真模型的准确性。     

基于三相光伏微源的串联校正器参数设计方法

现有串联校正器的参数设计仍然采用工程试凑法,为此,提出了基于三相光伏微源的串联校正器参数设计方法。首先,针对微网中的三相光伏微源通常所采用的PQ控制,推导了更适合设计串联校正器参数的电流环数学模型。在此基础上,针对电流环这一恒值控制系统,基于线性系统控制理论提出了三种串联校正器的参数设计方案。最后,在MATLAB环境下采用算例验证并且比较得出具有最佳控制性能的方案;为了验证上述理论分析结果,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了采用主从控制的微网平台,在不同的情况下,验证了理论分析所得的最佳方案,在实际模型中不仅使PQ控制的控制性能最佳,而且对v/f控制效果影响最小。     

基于涡流驱动的大容量快速开关的研究

为解决采用传统操动机构的断路器分合闸速度和可靠性较低的问题,提出了一种基于涡流驱动的大容量快速开关。该快速开关使用机电一体化的电子机械替代传统机械式传动机构,并且采用涡流驱动技术、快速检测技术、分合闸无反弹技术和过零分合闸技术,显著提高了开关的快速性和可靠性。通过装置性能测试试验表明:基于涡流驱动大容量快速开关在分合闸速度、开关容量、机械寿命以及抑制短路电流等方面均优于传统的断路器。     

计及SNOP、DSTATCOM和B-DSTATCOM传输功率损耗及控制方式的柔性配电网状态估计

随着智能软常开开关(SNOP)和配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)等新型配电设备的投入,需要对含SNOP和DSTATCOM的柔性配电网进行准确的静态状态估计。首先构建了基于加权最小绝对值法的配电网状态估计模型;其次提出了考虑SNOP、DSTATCOM及含蓄电池储能DSTATCOM(B-DSTATCOM)的传输功率损耗和多种控制方式的柔性配电网状态估计模型,进一步给出了保证可观测性需求的量测方程、控制伪量测方程及约束条件;最后基于IEEE 33节点柔性配电网测试系统,验证了所提方法的有效性和实用性。测试结果证明了所提状态估计模型对于SNOP、DSTATCOM及B-DSTATCOM不同控制方式的适用性以及考虑其传输功率损耗的必要性。     

一种基于快速开关的新型故障限流器研究

为使电网日益增长的短路电流得到有效限制,提出一种基于快速开关的新型故障限流器(fast switch fault current limiter,FSFCL)。分析介绍了FSFCL的拓扑结构、原理及关键技术,深入研究了FSFCL在电网中的限流原理,利用MATLAB/Simulink仿真软件验证了其限流效果,并采用PSASP仿真验证了FSFCL接入电网后的暂态稳定性。仿真结果表明:FSFCL对短路故障产生的大电流和电压降落问题限制效果显著,且FSFCL安装后系统的暂态稳定性有所提升。     

基于大容量快速开关限制短路电流措施研究

为有效解决宁夏电网短路电流超标问题,提出一种基于大容量快速开关限制短路电流的方法。该方法以变电站母线分列运行限制短路电流为理论基础,分析了基于大容量快速开关限制短路电流的基本原理,在此基础上进一步深入研究了快速开关提升系统暂态稳定性的根本原因。以宁夏电网中某750 kV变电站330 kV母线发生三相短路故障为算例,分析比较了此方法与传统限制短路电流方法的效果,以及使用该方法后系统的暂态稳定情况。仿真结果表明:基于大容量快速开关的限制短路电流措施不仅能够显著地抑制短路电流,而且能够提升系统暂态稳定性。     

基于主从控制微网的平滑切换控制方法研究

针对微网从并网运行切换到孤岛运行时的暂态振荡问题,提出一种基于主从控制微网的新平滑切换控制方法。首先设计主控电池储能单元的外环控制器和电流控制器;然后基于引起切换过程中暂态振荡的影响因素,提出了主控单元的平滑切换控制策略;最后采用分区域控制策略以减弱由于负荷和从控单元之间的功率差超过主控单元的容量所引起的振荡。仿真分析表明所提出的平滑切换控制方法不仅能使得微网从并网切换到孤岛运行时平滑地过渡,而且能够避免由于主控单元容量不足而引起的暂态冲击。     

主动配电网的架构展望

新型电力系统的发展对现有的配电网架构提出了全新的挑战。首先,提出主动配电网的概念和特点,深入解析虚拟发电厂、虚拟电力系统、微网技术对配电网的不同整合特点,典型示范工程的架构以及运营模式;其次,对比电力电子型连接技术在异步电网互联、潮流控制方面的优缺点,提出不同配电网连接技术的适用场景;最后,立足于对上述新兴配电网技术的剖析,提出主动配电网架构的合理设想。     

考虑电压支撑强度约束的区域新能源出力分布优化方法

建设大规模新能源基地,并经特高压直流送出已成为新能源开发利用的重要形式,但随着新能源接入占比的抬升,系统电压支撑强度不足并引发暂态过电压问题凸显,已严重制约直流送电能力及新能源接纳能力。新能源多场站短路比是衡量系统电压支撑强度的有效手段,通过揭示新能源出力对短路比的影响规律,明确了新能源出力分布优化的可行性,进而构建基于新能源多场站短路比约束的区域新能源出力分布优化问题的实施框架,提出基于模拟退火算法的出力优化方法。以国内某省级电网为例,仿真验证了算法对提升区域新能源消纳能力的效果。仿真表明,所提出的出力优化方法可以提升新能源消纳能力70%以上。