特高压直流送端系统的运行约束及新能源消纳挑战研究

针对特高压直流工程投运后电网特性的变化,分析了电力系统安全、经济运行面临的挑战及可采取的对策.首先在简要介绍直流系统故障的基础上,分别针对有功回退引起的暂态功角稳定问题与无功冗余造成的暂态过电压问题进行了理论分析,并根据陕西电网仿真计算结果进一步说明直流投运后对运行灵活性的制约.然后分析了运行灵活性下降对新能源消纳造成...     

基于大规模风、光并网外送需求的高压直流混合式直流断路器研究

全控型器件的直流断路器作为风电、光伏直流外送通道的关键设备,存在成本高、耐短路电流能力差等问题。文章提出了一种基于晶闸管和IGBT全桥子模块串联的新型混合直流断路器拓扑结构,其固态部分由大量晶闸管和少量IGBT全桥子模块串联构成,降低了器件成本和送出通道建设成本,同时借助全桥子模块,晶闸管可以在反向电压的作用下快速关断。最后仿真验证了新型直流断路器的分断性能。     

哈郑风火打捆特高压直流外送电压稳定性分析

针对新疆电网弱送端风火打捆特高压直流外送系统,利用DIg SILENT/Power Factory建立包含哈郑直流输电系统的电网模型,研究不同网源无功分配比例对风火打捆直流外送系统静态电压稳定性和暂态电压稳定性的影响。仿真计算结果表明,稳态工况下,直流配套火电机组输出较大无功功率,有助于提高发生短路故障暂态电压稳定性;交流滤波器输出较大无功功率,有助于清除短路故障后的电压恢复。若交流网与送端换流站无功交换值由原来的1 200 MVar设为8 00 MVar,则有助于提高哈郑直流外送系统的静态以及暂态电压稳定性。     

新能源汇集直流闭锁故障后无功紧急控制研究

以集中式新能源为主要配套电源的直流发生闭锁故障后,稳控系统集中切除大量新能源,可能导致事故后系统稳态电压越限,严重威胁电网设备安全。分析了事故后系统电压的计算方法,针对现有直流闭锁故障后无功紧急控制的缺失,提出了综合事件与响应驱动的事故后无功紧急控制方法。基于灵敏度技术确定无功控制地点优先级排序与控制措施量,设计了控制系统动作逻辑与整体架构。基于西北实际电网仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

多类型电源汇集直流外送系统切机策略优化研究

多类型电源汇集直流闭锁切机后可能衍生出系统稳态电压越限问题,且不同切机组织方式的影响不同,同时各类电源的切机控制代价不同,须进一步深入研究兼顾系统安全性与控制经济性的优化切机策略。分析了直流闭锁切机后系统电压的计算方法及其影响因素,提出了综合事故后关键母线稳态压升与控制总代价的切机策略优化方法及实现步骤。首先在满足系统暂态功角、频率、电压稳定的条件下,确定直流故障后所需总切机量;其次根据切除不同类型电源对事故后系统稳态压升的影响,对各类电源的切机顺序进行排序;最后基于事故后系统稳态压升的约束,以控制总代价最小为优化目标,最终确定优化后的切机策略。实际电网仿真结果验证了所提优化控制策略的合理性与有效性,兼顾了系统的安全性与经济性。     

支撑新能源基地电力外送的电源组合优化配置策略研究

新能源基地化开发和电力外送是实现能源电力清洁低碳转型的重要途径。新能源发电间歇性和波动性以及有限的输电走廊资源要求基地配置调节电源以提高新能源电力外送工程的可靠性和源网利用率。提出了基于广域长期历史气象数据,采用时序生产模拟电源扩展优化模型,进行不同送电方案下调节电源与新能源装机优化组合策略的研究方法。以内蒙古沙漠地区新能源基地为例的研究表明,电化学储能为代表的无源型调节电源应配置为外送通道容量的35%左右,从而实现合理的通道利用率和基地发输电经济性;配置有源型调节电源,可实现更高的外送通道利用率。以送电曲线为研究对象,进一步分析了按照新能源出力特性和考虑受端用电月特性送电两种情景下的调节电源需求变化,提出了新能源多基地联合开发、配置可季节性调整的绿电载能产业等解决思路。     

未来西部电网及可再生能源外送输电技术发展方向研究

在全球能源危机与环境污染的背景下,我国开发西部地区风电及太阳能发电等可再生能源,补充未来能源需求,推动能源革命已经刻不容缓。为此,本文针对适应中国西部大规模可再生能源外送的电网发展模式与输电技术来开展研究。本文结合西部电网现状与未来发展规划的调研以及发达国家电网规划的经验启示,提出了西部电网未来发展方向与相关措施建议。通过梳理现有输电技术在国内的工程应用与未来输电技术的发展潜力,指出西部大规模可再生能源外送最重要最具发展潜力的三项输电技术,即直流电网、特高压直流输电与超导输电技术,并对这三项输电技术的未来发展提出建议。     

含频率控制的高比例风电经LCC-HVDC外送系统的机电稳定性分析

在含频率控制的风电机组经换流器高压直流输电系统（LCC-HVDC）外送的场景中,电力电子设备与同步机交互作用可能产生新的机电稳定性问题。围绕含频率控制的高比例风电经LCC-HVDC外送系统的机电时间尺度稳定性分析,建立了含高比例风电的两区四机系统经LCC-HVDC外送的全系统机电时间尺度模型,充分刻画了低频段内设备之间的耦合特性;研究了不同物理场景下风机的频率控制对直流外送系统送端电网机电振荡模式的影响,并进一步分析了直流输电频率限制控制的投入对系统机电时间尺度振荡的影响。最后,通过两区四机经LCC-HVDC外送系统时域仿真验证了理论分析的准确性。     

含柔性直流输电系统的电网安全稳定特性和控制策略研究

柔性直流输电系统（VSC-HVDC）的控制特性与常规直流存在较大差异,传统的控制策略在VSC-HVDC接入电网中难以完全适用。分析了柔直与常规直流接入情况下系统故障响应特性的差异,研究了重新制定含VSC-HVDC的电网安全稳定控制策略的必要性,给出了一种适用于含VSC-HVDC电网的控制策略生成的通用原则。基于IEEE30节点系统,验证分析了含VSC-HVDC的安全稳定控制策略的合理性与有效性。     

多馈入直流系统的谐波不稳定仿真研究

随着高压直流输电的发展及多馈入直流输电系统的逐步形成,多馈入直流系统的谐波不稳定问题日显突出。从谐波不稳定产生的机理出发,分析了导致谐波不稳定的交/直流系统频率互补谐振条件,以国际大电网会议(CIGRE)提出的高压直流输电标准测试系统为原型,在Matlab/Simulink仿真平台建立了多馈入直流系统的模型,并基于该模型对多馈入直流系统中各交直流网络间的谐波相互影响进行了仿真与分析。结果表明,该模型能对多馈入直流系统的谐波特性进行准确、有效的分析。     

基于超导磁储能系统的双馈风机协同故障穿越策略

在大规模风电基地通过高压直流输电远距离送出背景下,闭锁、换相失败等直流故障会在送端产生暂态电压扰动导致风机连锁脱网,严重威胁系统的安全稳定.建立风电外送系统模型,结合过电压下双馈风机的暂态响应分析,揭示了直流闭锁导致双馈风机连锁脱网这一过程的内在机理;进一步地,提出一种基于超导磁储能系统和改进风机控制协同的故障穿越策略...     

高压直流输电系统运行特性及故障影响的仿真研究

直流输电系统的暂稳态仿真对于电力系统研究规划和设计运行等起着重要的作用．为了能较好地反映扰动下交直流系统间的相互作用,在MATLAB／Simulink软件环境下,针对高压直流输电（HVDC）系统及其变换器建立了详细的模型,进行了系统的稳态、电流参考值突变和直流联络线上的故障仿真,给出了相应的仿真波形,分析了直流输电系统中交直流系统间和直流系统间的复杂动态特性,为进一步研究HVDC系统运行稳定性提供了依据和基础．     

厂站直流系统接地故障引起开关误跳闸的仿真与研究

由于直流系统内的对地电容,在拉合直流电源或者发生正负极单点接地时,就有可能出现保护误出口而引起开关跳闸,这已成为发电厂、变电站的典型故障之一。对分合控制电源、直流系统正负极接地、出口继电器线圈接地及直流系统串电等原因出现的开关跳闸现象进行了详细理论分析,并在MATLAB平台下进行了仿真。另外,对直流系统提出几项改进措施,从技术上与管理上有效防范由于直流系统单点接地、串电等原因引起保护误动,优化直流系统,为直流系统的设计、管理及发电厂、变电站处理这一类事故提供了借鉴。