新能源并网系统短路比指标分析及临界短路比计算方法

短路比作为评估新能源并网系统电压支撑强度的重要指标,其准确性与实用性之间存在矛盾,且由于构建方法众多导致临界短路比计算不统一。该文对新能源并网系统的短路比指标进行分析,并提出临界短路比计算方法,实现对系统电压支撑强度的评估。首先,建立新能源并网系统的等效分析模型,依据叠加定理分析新能源接入对节点电压的影响,推导交流系统短路容量以及计及多馈入相互影响的新能源等效并网容量;进一步,提出两个等价短路比指标：依据短路比的容量比概念,提出基于容量计算的短路比指标SCR-S,以及通过分析短路比与节点电压之间的关系,提出基于电压计算的短路比指标SCR-U,通过解析推导SCR-U与SCR-S完全等价关系,SCR-U形式及解析表达更加简单。其次,基于最大传输功率提出临界短路比数值的理论算法,进一步求解临界短路比的极值,建议将临界短路比极值2作为划分新能源并网系统强弱的标准,当SCR-U小于2时,系统为弱系统。然后,结合SCR-U及临界短路比提出系统电压支撑强度评估方法,当SCR-U小于临界短路比时,系统处于P-V特性不稳定区域。最后,通过算例验证了采用SCR-U及临界短路比极值对电压支撑强度进行评估的准...     

高比例新能源电网新能源功率优化分配方法

大规模新能源接入弱交流电网,易发生暂态过电压、锁相同步稳定等问题,为新能源充分利用带来难题。对此,探究了新能源接入系统稳定水平影响因素,利用新能源短路比指标作为系统电压强度的量化评估依据,推导出短路比对新能源发电功率的灵敏度,综合考虑系统平均短路比和最低点短路比灵敏度,构建了新能源短路比综合灵敏度指标,提出一种基于等综合灵敏度准则的新能源发电功率优化分配控制方法。基于该方法对新能源发电功率进行优化控制,实现了在确保系统安全稳定基础上的可再生能源充分利用,最后基于西北某新能源集中送出系统为算例进行分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于实时戴维南等值参数估计的短路比分析

针对风电接入多场站电力系统暂态稳定问题,依托短路比对系统的暂态稳定性进行判定。首先,建立新能源并网系统等效模型,运用时域仿真的戴维南等值参数法来求解系统暂态的戴维南等值参数;在此基础上,计算交流系统短路容量,推导得出新能源并网系统短路比,并构建短路比与节点电压的代数关系,得到系统短路比关于节点电压的计算式;最后,基于系统最大传输功率计算得出临界短路比,通过对比实现对系统暂态稳定的实时评估。仿真结果表明,基于时域仿真的戴维南短路比计算准确,算法的适应性强。当短路比小于临界短路比时,系统处于特性不稳定区域,反之则处于稳定区域。     

基于虚拟同步机控制的新能源发电并网系统小干扰稳定临界短路比

近年来的研究表明,电压控制型虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)除具备为交流系统提供频率和电压支撑的能力外,对弱电网运行条件也具有良好的适应性.为提升电压控制型虚拟同步机并网系统运行稳定性,充分发挥其优势,探讨了电压控制型虚拟同步机并网系统小干扰稳定临界短路比(critica...     

储能接入对云南电网短路电流影响分析

“十四五”期间云南电网将有大规模新能源接入,配置储能可提升电力系统运行灵活性和安全稳定水平。本文采用PSD-SCCP软件计算储能接入对云南电网短路水平的影响,开展了集中式和分散式储能接入前后短路电流的计算,分析了储能不同配置容量、方案和出力水平对新能源多场站短路比的影响。通过分析表明,配置储能装置将会增加母线短路电流,同时可略微提高新能源多场站短路比,为后续大规模新能源配套储能接入下的电网规划设计和稳定运行提供参考。     

新能源多场站短路比定义及指标

随着新能源在电力系统中占比不断增加、接入形式的多样化,局部地区出现了新能源并入弱交流电网的场景,这是出现宽频带振荡、过电压等问题的影响因素之一,因此,亟需提出理论科学、工程实用的新能源接入规模的量化评估指标。该文首先基于短路比的物理本质,提出计及场站间相互影响的新能源多场站短路比(multiple renewable energy stations short circuit ratio,MRSCR)定义及计算方法,并根据系统阻抗比与短路比间的关联关系,给出针对不同阻抗比范围的计算解析表达式。其次,对新能源多场站临界短路比进行定性分析,并基于典型电网参数计算结果从工程应用的角度提出MRSCR临界指标。最后,依托电力系统分析综合程序(power system analysis synthesis program,PSASP)开发MRSCR计算模块,通过时域仿真算例验证所提出MRSCR对多新能源场站接入系统电压强度表征作用的有效性。     

新能源多场站短路比在改善电网电压稳定性中的应用

针对评估新能源多场站短路比可能改善电网电压稳定问题,介绍了新能源多场站短路比的计算原理,以某交、直流混联电网为例进行了新能源多场站短路比计算,应用新能源多场站短路比指标分析了持续的新能源并网对电网电压强度的影响,并确定了电网电压强度的薄弱区域,提出了多种单一规划措施及组合规划措施,分析了各措施对提升新能源多场站短路比的效果.通过比较各措施下电网发生交、直流故障下的母线电压变化曲线,验证了新能源多场站短路比提升效果较好的组合规划措施可以更好地改善电网的电压稳定性.     

快速计算电网可用输电能力的交流灵敏度方法

在电力市场环境下，可用输电能力(ATC)是反映输电设备可用于能量交易的剩余容量的重要指标。ATC一旦确定后，快速估计出系统参数变化对输电能力的影响具有很大的实际应用价值。文中首先基于连续潮流方法，考虑输电支路的过负荷约束、发电机有功及无功出力约束和节点电压约束，计算出ATC的值；然后推导出ATC对多种运行参数摄动的一阶灵敏度计算模型，运行参数包括节点负荷功率、发电节点端电压以及给定的能量交易，这些灵敏度系数能够很快地计算；最后，使用了IEEE30节点系统的算例来验证文中所提出的方法的有效性和快速性。     

新能源多场站短路比影响因素分析

新能源在电力系统中的接入占比不断增加,使得局部地区出现了新能源接入弱交流电网的场景,易引发新能源振荡失稳及过电压脱网风险。计及多个新能源场站间相互影响的新能源多场站短路比(multiple renewable energy stations short circuit ratio,MRSCR)是衡量新能源接入系统电压支撑强度的重要指标。首先,推导了MRSCR的计算公式,结合不同假设条件,给出不同解析表达式;其次,详细分析了影响新能源多场站短路比的因素,包括新能源场站发电功率、节点运行电压、加装调相机等,并对上述因素的影响效果进行理论推导;最后,为进一步验证上述因素对MRSCR的影响情况,依托电力系统分析综合程序(power system analysis synthesis program,PSASP),以宁夏某新能源场站为例进行了仿真分析。仿真结果表明新能源场站发电功率、加装调相机对MRSCR具有显著影响,上述结论对指导高比例新能源接入系统电网运行及新能源场站规划设计具有重要意义。     

基于距离系数的并网系统稳定性参数灵敏度分析法

阻抗分析法在分析参数对稳定性的影响时存在离散化分析的局限,且难以量化对稳定性的影响程度。为此,提出了一种基于等效环路增益的三维伯德图距离系数的灵敏度分析方法,其具有定量、直观地研究新能源并网中参数连续变化对系统稳定性的影响规律的优势。该方法通过提取系统等效环路增益的三维伯德图距离系数,利用控制器参数与距离系数之间的导数运算,得到表征系统控制器参数对于稳定性影响的数值结果,为其影响分析提供清晰直观的量化指标。同时,以变流器并网系统及直驱风场经传统高压直流输电送出系统为案例,介绍了所提方法的具体应用,根据参数灵敏度分析结果对控制器参数进行了优化,以规避振荡风险。最后,基于Simulink仿真平台验证了方法的有效性和可行性。     

高比例新能源微电网参与电网调峰能力评估

风能、太阳能等新能源的开发和利用越来越受到人们的重视,但其随机性和波动性将会对电网的稳定运行带来不利影响。高比例新能源微电网因其自身具备一定的调控能力,可用来参与电网调峰。围绕高比例新能源接入条件下电网调峰需求,提出了高比例新能源微电网参与电网调峰的3种模式,建立了高比例新能源微电网调峰能力评估指标体系,并对高比例新能源微电网调峰能力的具体指标的敏感度进行了分析评估,为我国新能源微电网参与调峰提供了一种有效的技术评估手段和方法。     

新能源发电并网对电网电能质量的影响研究

阐述了由于新能源并网发电系统出力的间歇性和不确定性等特点,接入电网后将对电网电能质量造成不利影响。利用风电场和光伏发电站的实测电能质量数据,从馈线稳态电压偏差、电压波动和闪变、频率质量以及谐波等方面,系统地分析了新能源发电站对电网电能质量可能产生的影响;结合仿真实例分析了不同穿透比例时新能源发电功率波动引起的电网频率波动,以及电网不对称故障使新能源发电机组产生的附加谐波电流。指出亟需建立新能源并网发电系统量测平台和综合评价体系。     

Sensitivity Analysis on Ladder Network Equivalent Circuit Parameters of Power Transformer

In this article, novel methods and ideas are introduced, which altogether lead to an accurate model of power transformer windings. First, by the determination of non-dominant (hidden) resonances from frequency-response tests, a ladder model is proposed. Next, it is improved by assigning different values for similar elements of each section of the model. The parameters are obtained by minimizing the error function via a genetic algorithm. Sensitivity analysis is then applied to the obtained model to achieve further examinations and tests. Measurements have been driven from the windings of a 20/0.4-kV, 1600-kVA transformer. Modeling, methodologies, and sensitivity analysis in this article can be very useful for future research aiming to find internal faults of the transformer with the frequency response analysis.     

新能源采用柔直电网送出功率盈余问题解决方案

张北柔性直流电网工程采用真双极接线,在单极故障后,非故障极转带故障极部分或全部损失的功率时,可能造成功率盈余问题.经比较后,推荐在送端换流站装设交流耗能装置,通过投入交流耗能装置消耗盈余功率,使非故障极正常工作,再有序切除风机,确保孤岛方式下的交流侧电网平衡,保障柔直电网的安全稳定运行.     

新能源发电集群的改进等效短路比计算方法

短路比是衡量电源接入点并网强度的重要指标,低短路比并网的新能源电站发生振荡、电压失稳等问题的风险较高.文中首先针对新能源集群并网的场景,分析了常用的加权短路比、复合短路比以及等效短路比等计算方法的适用性及其不足,提出了一种考虑新能源无功出力、静止无功发生器、阻抗角以及初始相位角的改进的新能源集群等效短路比计算方法.然后,基于简单网络证明了所提计算方法与常规短路比的相互关系,分析了无功补偿方式对等效短路比的影响.最后,结合典型算例和实际新能源基地经特高压直流送出工程,开展了基于改进等效短路比的电网强度评估应用研究,并进一步分析了分布式调相机对于加强新能源电站并网点强度的作用.     

湖南电网新能源消纳关键影响因素量化分析

截止2020年9月,湖南电网新能源装机规模接近900万kW,占比全省全社会总装机容量接近18.5％,是湖南电网的第三大电源.受限于新能源反调峰特性、负荷峰谷差大、丰水期大量水电不具备可调节性、外来电入湘以及火电保安全开机方式与旋转备用等因素,丰水期电网调峰能力有限,新能源消纳矛盾逐渐凸显.未来"十四五"期末湖南新能源装...     

新能源接入地区电网联合仿真平台构建研究

介绍了电力系统仿真主要应用的RTDS、HYPERSIM、RT-LAB、FPGA、ADPSS等仿真平台,从步长和应用场景对比分析了不同仿真方法的优缺点.立足地区电网对新能源电力系统仿真平台规划建设的需求,提出了RT-LAB和HYPERSIM的数模混合联合仿真平台构建思路、硬件架构和功能,既可进行新能源关键设备并网的精确模...     

短路比指标在多直流馈入电网中的应用分析

目前,高压直流输电已经成为我国大区互联和远距离大容量输电的重要形式,其中以广东的直流落点为最甚,多个直流逆变站之间的电气距离非常接近,给电网的安全运行增加了很多潜在的风险。本文以南方电网为研究对象,研究有多回直流馈入的广东电网各个换流母线的电压支撑能力。本文研究了各种短路比指标与直流闭锁前后受端系统的稳态电压支撑能力间是否存在定量的关系。短路比指标中的两个因素分别是短路容量和直流功率,因此利用BPA进行仿真时,不断调整电网的线路长度和直流功率,以研究短路容量和直流功率对受端系统的电压跌落水平的影响。本文在进行直流闭锁后受端换流母线稳态电压跌落时,同时保留不同的直流线路和直流回数来调整仿真模型,以研究直流回数对受端电压稳定性的影响。