计及直流控制特性的混合多馈入直流系统交互作用因子计算方法

为评估混合多馈入直流(hybridmulti-infeedhigh voltagedirectcurrent,HMIDC)系统各换流站间的电压交互作用,提出计及直流控制方式影响的HMIDC系统交互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)计算方法。首先,基于电力网络方程,构建小扰动下表征直流系统控制响应特性的直流附加等值运行导纳矩阵;然后,分别推导小扰动条件下VSC-HVDC和LCC-HVDC不同控制方式的直流附加等值运行导纳,提出直流附加等值运行导纳矩阵的计算方法;其次,采用直流附加等值运行导纳矩阵修正原交流系统节点导纳矩阵,获得等值节点阻抗矩阵,进而提出基于等值节点阻抗比的HMIDC系统MIIF指标计算方法;最后,基于PSCAD/EMTDC构建混合双馈入直流系统,验证了计及直流控制特性的HMIDC系统MIIF指标计算方法的有效性,并分析了VSC-HVDC无功出力和交流系统等值阻抗对MIIF指标的影响。     

多馈入交直流系统的多端口简化方法

在对直流输电系统进行动态性能测试与计算过电压特性时,需采用电磁暂态计算模式,这就面临着交流系统简化的问题。由于只要保证扰动发生短期内的动态响应,因此提出采用多端口戴维南等值结构简化原大电网的方法。根据暂态稳定仿真得到的多馈入相互作用因子与短路电流计算,可以辨识简化系统的节点阻抗矩阵,根据对应于阻抗矩阵的导纳矩阵,求解等值结构中未知的线路与电源阻抗参数;用二次规划的方法使等值系统逼近原系统的潮流,可以得到多端口等值系统。以浙江电网2019年规划数据为例进行交流系统的简化,仿真比较了等值系统与简化系统的动态响应,验证了所提多端口简化方法的有效性。     

多馈入直流输电系统谐波相互影响的研究

首先给出了交流系统各主要元件谐波频率下的数学模型,利用Ward多端等值法推导出多馈入直流输电系统各直流接入点在谐波频率下的节点导纳矩阵,进而可以得到各直流接入点的谐波电压。对上海电网500k V电压等级电网进行了等值并通过计算得到不同运行方式下各直流接入点的电压总谐波畸变率的范围,经分析可知上海地区多馈入直流输电系统谐波相互影响很小,各直流接入点电压的畸变主要受自身直流线路谐波的影响。     

采用多馈入交互作用因子判断高压直流系统换相失败的方法

目前对多馈入交直流受端系统的交流故障是否会导致多回直流同时换相失败的问题主要是借助于仿真工具进行分析,这种方法计算量大,并且耗时长。为此提出了一种利用多馈入交互作用因子快速判断直流系统换相失败的方法。基于节点阻抗矩阵对多馈入交互作用因子进行定义,通过最小熄弧角判断标准推导出临界多馈入交互作用因子的通用表达式,提出了基于临界多馈入交互作用因子的换相失败判断方法:某一回直流逆变侧换流母线发生三相短路故障时,如果另一回直流与该直流间的多馈入交互作用因子大于临界多馈入交互作用因子,则认为另一回直流系统也会同时发生换相失败。小算例系统和实际电网的研究结果证明了该指标和方法的准确性和有效性。     

基于最小换流母线电压的多馈入直流系统换相失败判断方法

基于最小换流母线电压的概念,提出一种以最小换流母线电压为判据快速判断多馈入直流系统换相失败的方法。基于节点阻抗矩阵,利用节点电压交互作用因子,计算系统中各节点发生短路接地时换流母线电压;以最小换流母线电压为判据判断直流系统是否发生换相失败;分别分析计算多馈入直流输电系统不同子系统受短路故障影响情况。最后,对IEEE-30节点标准测试系统进行仿真计算,验证所提出的基于最小换流母线电压的多馈入直流系统换相失败判断方法的有效性和准确性。     

多馈入直流输电系统换相失败边界条件

在多馈入直流输电系统中,交流故障引发多回直流系统同时换相失败甚至闭锁的可能性较高。因此,探究逆变侧交流节点间电压交互作用机理并揭示换相失败的边界条件具有重要意义。首先,阐述直流系统逆变侧功率特性,借助受端交流电网的稳态潮流分析推导出多馈入交互作用因子的解析表达式;然后,分析换流器极限关断角和故障后直流电流的变化情况,推导出同时换相失败交互因子,并用该因子表征同时换相失败的边界条件;最后,通过仿真证明了所提多馈入交互作用因子解析计算方法的准确性以及同时换相失败边界条件的有效性。     

多直流馈入输电系统中高压柔性直流高频风险评估计算方法

对多直流馈入系统,目前分析高压柔性直流与交流外部系统高频谐振风险时较少考虑近区其他直流对交流外部阻抗特性的影响。针对单个高压柔性直流与外部系统高频谐振风险评估问题,首先介绍了含多回直流等电力电子设备的交流外部系统谐波阻抗计算方法,考虑到系统内多回直流运行方式多、参数多、谐波阻抗特性获取复杂,详细计算效率低、必要性存疑的问题,引入衡量多直流馈入系统中各换流站间相互作用的强弱多馈入直流相互作用因子（multiinfeed interaction factor,MIIF）指标,评估计算柔性直流外部系统谐波阻抗时需要详细考虑的直流,从而快速且较准确计算柔性直流外部系统谐波阻抗;最后,基于实际某多馈入直流省级电网数据,对所提方法进行了准确性验证。所提方法可以为多直流馈入系统中柔性直流规划运行的高频风险分析及规避提供一种更加精准且快速有效的方法。     

多馈入直流系统无功补偿选址研究

无功补偿是提高电压稳定性的有效手段之一。在多馈入直流系统中,无功补偿问题更加复杂,传统电压稳定性指标无法有效地表示多馈入系统的电压和无功功率之间的关系。从多馈入相互作用因子、节点权重和时域计算的角度出发,综合考虑静态和动态电压稳定性,提出了用于判断多馈入系统电压稳定性的新指标—多馈入电压稳定因子。在此基础上提出无功补偿选址方案：先利用多馈入相互作用因子对应的临界阻抗的交集判定电压薄弱区域,再根据电压薄弱区域和多馈入电压稳定因子大小综合排序选出区域内的优先补偿节点。仿真结果验证了指标的有效性和准确性。     

多馈入交互作用因子MIIF计算方法比较

多馈入交互作用因子被用来描述多馈入系统中各直流系统间的相互作用程度.目前,多馈入交互作用因子计算方法主要有4类,分别是时域仿真法、阻抗法、灵敏度法及考虑直流外特性的阻抗法.本文首先对多馈入交互作用因子及其计算方法进行较深入地分析,特别对阻抗法进行了完善.然后以1个两馈入系统和1个36节点交直流系统为测试平台,对4类方法...     

特高压直流输电多端馈入方式稳态特性研究

随着传统高压直流输电容量的不断增大,受端系统电压支撑能力限制特高压直流应用的问题变得越来越突出.在分析特高压单端馈入存在的局限性的基础上,提出多端单层馈入和多端分层馈入2种方式.根据节点阻抗矩阵推导出不同馈入方式下的受端系统短路比,并进行对比分析.以向上和德宝直流工程为算例,比较不同馈入方式下的受端系统短路比及功率传输特性曲线,验证多端馈入的优势.从直流联网、系统扩建等方面给出了各种馈入方式的优缺点.最后对未来的特高压直流输电接入方式给出合理建议.     

基于等效运行短路比的多直流馈入系统静态电压稳定分析

由于现有短路比指标未考虑多直流馈入系统灵活多变的影响,导致现有短路比指标临界值不明确,难以准确评估多直流馈入系统临界电压稳定。针对上述问题,该文提出一种新的指标,等效运行短路比(equivalentoperatingshort circuitratio,EOSCR),以此评估多直流馈入系统静态电压稳定。首先,基于节点电压电流关系,将多直流馈入系统等效为等值单馈入模型。以等值单馈入模型为基础,基于扩展雅克比矩阵推导出等效节点功率灵敏因子(equivalentnodal power sensitivity factor,ENPSF)为后续理论分析奠定基础。其次,基于ENPSF提出EOSCR并且给出EOSCR的理论临界值。最后,基于PSCAD/EMTDCTM与MATLAB仿真,验证所提指标的有效性。通过与现有指标的对比,等效运行短路比能更准确的评估多直流馈入系统临界电压稳定。     

多馈入直流系统短路比和有效短路比研究

传统短路比作为评价与直流输电系统相连交流系统相对强弱的重要量化指标,在单馈入直流系统中得到了广泛应用;但是这种短路比定义不适用于多馈入直流系统,所以,给出合理的多馈入短路比定义是十分必要的。目前学术界存在两种多馈入短路比计算方法,即等值阻抗法和影响因子法。在综述两种方法的基础上,证明了两种方法的一致性;同时指出了前人在理解等值阻抗法时的误区。将BPA中3机9节点系统进行改造,得到三馈入直流系统模型。在此模型中,通过计算和仿真,验证了等值阻抗法和影响因子法的统一性;另外,也得到了多馈入短路比小于单馈入短路比的结论。     

影响多馈入高压直流换相失败的耦合导纳研究

建立了2条交、直流并联的多馈入高压直流输电系统模型,并对此模型的直流输电线的耦合导纳和换相失败关系进行详细的理论分析研究。基于电路基本理论知识,推导出多馈入交、直流并联的高压直流输电系统耦合导纳和换相电压关系表达式。从该文的理论分析可看出逆变侧换相失败的判断与耦合导纳关系十分复杂,它不仅与各直流输电子系统逆变侧相连的交流电源的等值导纳有关,而且还与各直流输电子系统整流侧相连的交流电源的等值导纳有关,更与各直流输电子系统相并联的交流传输线导纳密切相关。     

长三角地区多馈入直流输电系统交互影响特性分析

分析了传统短路比/有效短路比、多馈入直流输电短路比/有效短路比,以及多馈入相互作用因子的内在关系.对长三角多馈入直流输电系统进行等值,计算了各直流系统的传统短路比/有效短路比、多馈入短路比/有效短路比、多馈入相互作用因子,以及工频暂态过电压,并对淮南-上海特高压交流线路投产的影响进行了敏感性分析.研究表明长三角地区各直流系统之间相互作用较强,考虑多馈入因素后长三角地区受端系统仍属较强交流系统.     

多馈入高压直流输电系统电压稳定性的小扰动分析法

提出一种分析多馈入高压直流输电系统电压稳定性的小扰动分析法(特征结构分析法),并提出了电压稳定性相关比概念。为了研究多馈入高压直流输电系统的电压稳定性,建立了一个双馈入的小测试系统。详细的高压直流输电系统动态模型包括高压直流系统控制模型、交流网络模型、发电机模型及感应电动机负荷模型。研究结果表明,电压稳定性相关比(VSCR)可有效识别出多馈入高压直流输电系统中与电压稳定性相关的关键因素。     

多馈入高压直流输电系统电压稳定性的小扰动分析法

提出一种分析多馈入高压直流输电系统电压稳定性的小扰动分析法(特征结构分析法),并提出了电压稳定性相关比概念.为了研究多馈入高压直流输电系统的电压稳定性,建立了一个双馈入的小测试系统.详细的高压直流输电系统动态模型包括高压直流系统控制模型、交流网络模型、发电机模型及感应电动机负荷模型.研究结果表明,电压稳定性相关比(VSCR)可有效识别出多馈入高压直流输电系统中与电压稳定性相关的关键因素。     

基于无功潮流分析的多馈入直流输电耦合作用

为深入分析多馈入直流输电耦合作用机理,提出了无功潮流耦合作用分析方法。该方法通过无功潮流的变化,分析了当某子系统受到无功扰动之后,各子系统电压变化的机理。为定量分析多馈入直流输电各子系统之间的无功潮流支撑作用,提出了无功潮流支撑系数这一稳态指标,同时推导了该指标的表达式。基于无功潮流耦合作用分析方法,推导了双馈入系统中多馈入静态电压稳定性指标的表达式。该表达式揭示了无功潮流支撑系数、多馈入交互作用因子与多馈入静态电压稳定性指标之间的关系,结合表达式对无功潮流支撑系数的影响因素进行分析。最后,在PSCAD环境下的双馈入直流输电模型中进行仿真,验证了理论推导的正确性。     

基于临界阻抗边界的多馈直流系统同时故障风险评估

目前多馈直流输电系统同时故障风险评估主要依赖时域暂态仿真扫描计算来确定,该方法计算量大,耗时长,难以满足系统规划运行方式灵活多变的应用需求.引入节点电压影响因子(voltage influencing factor,VIF)定义,推导建立换流站母线电压跌落比的节点阻抗表达式,以临界电压跌落阀值为判据,划出各直流换流站的临界故障阻抗边界,根据各直流的临界故障阻抗边界重叠情况可准确、快捷、直观地给出多馈直流系统发生同时故障的风险评估结论.通过实际系统的时域仿真结果对比,验证了该方法的有效性,可应用于电力系统规划、设计及运行等领域.     

基于阻抗分析法的柔性直流馈入容量计算方法

确定合理的直流馈入容量极限值对于保证受端电网安全稳定运行具有重要意义。以奈奎斯特判据为理论基础,提出了基于阻抗分析法的并网柔性直流输电系统馈入容量极限值计算方法。该方法不需要对变流器内部进行分析,只根据变流器的输出阻抗和电网阻抗的比值即可进行计算,使这种方法更加简捷。通过在IEEE 39节点系统上进行仿真分析,验证了所提方法的有效性,同时对影响直流输电系统的直流侧极限馈入容量的因素进行了分析。     

直流微电网节点阻抗特性与系统稳定性分析

由于直流微电网系统阻抗的复杂性易导致系统稳定性恶化,为此从直流微电网的结构特点入手,给出了一种基于直流微电网节点阻抗特性的系统稳定性分析方法。在考虑线缆阻抗的前提下,把系统支路简化为包含虚拟阻抗的诺顿等效电路,并分析了线缆电感参数对支路输出阻抗特性的影响。然后,从系统节点和支路阻抗模型出发,建立了一个简单直流微电网系统的节点导纳模型和导纳矩阵。利用系统的节点导纳矩阵,易求取系统的任意节点阻抗。最后,利用节点阻抗特性完成了对系统稳定性的判定,且通过仿真验证了所提方法的有效性。