特高压交直流混联电网稳定控制分析

结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。首先,根据交直流混联系统网架结构,给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法,分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。其次,结合我国电网规划中的交直流混联系统,论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制等方法提高交直流系统稳定水平的方法,并给出了研究示例,验证了上述方法的有效性。最后,针对目前交直流混联系统研究存在的不足,展望了未来研究方向。     

基于时域的交直流混联系统抗过渡电阻的单相接地距离保护研究

交直流混联系统中由于直流接入所带来频率偏移的问题,会导致交流输电线路工频量距离保护存在不稳定动作的风险。本文提出基于时域的交直流混联系统抗过渡电阻距离保护方案。首先对时域距离保护在交直流混联系统中的适应性进行深入分析,利用时域全量进行距离保护计算,从原理上弥补了工频量距离保护在交直流混联系统中不稳定动作的问题。然后讨论了接地故障过渡电阻大小对故障电流的影响,对时域方程添加过渡电阻待识别量,有较好的抗过渡电阻能力。仿真结果表明,基于时域的抗过渡电阻距离保护能有效地解决交直流混联系统保护动作不稳定的情况,且有效避免了距离保护Ⅰ段发生经过渡电阻单相接地时保护动作不稳定的问题。     

交直流混联系统对交流电网继电保护影响综述

我国交直流混联电网格局已基本形成,但其对交流电网继电保护的影响依旧存在较多难题。重点分析交直流混联电网故障特性及其对交流电网继电保护的影响与对策。对于距离保护,重点分析换相失败时测量阻抗不准等问题;对于方向纵联保护,换相失败时交直流系统出现"竞争",可能导致非故障线路出现暂态功率倒向引起误动而故障线路有可能发生拒动问题。对于差动保护,换相失败可能导致其可靠性降低,同时换相失败或直流偏磁时换流变差动保护也存在不正确动作。文章进一步对现有存在的解决方案进行了总结与研究展望。     

交直流混联电网中交流暂态侵入对直流继电保护的影响分析

为减少交流系统故障情况下直流继电保护误动作事故的发生,引入交流暂态侵入(IAST)的概念,为交直流混联系统中直流继电保护的设计与运行提供新的视角。首先分析了IAST及其暂态响应的机理、形式、特征等。在此基础上,分析了IAST给直流继电保护带来的问题和挑战。结果表明,IAST使得换流器区保护与换流变压器区保护之间的权责不清,导致以100 Hz保护为代表的直流保护与交流保护之间的时序配合不当,影响到直流保护的动作定值与性能。在保证直流输电系统一次设备安全的前提下,可通过改进保护逻辑、优化定值等手段,最大限度地提高交直流混联系统的运行效率和可靠性。     

交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响

由于交直流系统的相互作用,在交流输电系统中出现暂态功率倒向并导致纵联方向保护误动事件的实例已经出现。基于国际大电网会议（CIGRE）直流输电标准测试系统,研究当逆变侧交流系统故障时,直流输电系统的响应特性及交流输电系统的故障电气特征。分析了交直流互联电网环境下,在交流系统故障的暂态过程中暂态功率倒向的机理、交流故障特征量的变化及对继电保护的影响,并提出了可采取的技术措施。     

交直流电网故障暂态功率倒向解析

针对交直流电网出现的暂态功率倒向现象而导致继电保护误动的问题,从继电保护的视角出发,在电磁暂态时间框架下研究交直流系统相互影响机理和交流故障特征的变异机理,提出在换相失败电磁暂态过程的解析分析、特征变异对保护性能的影响评估方法和评价指标,进而给出了交直流混合电网界定暂态功率倒向的计算模型和方法。交直流系统相互作用而引发的暂态功率倒向是由交流故障和直流系统快速变化引起的2个不同扰动源同时作用于电网元件,且满足一定电气和时序条件下“竞争”的必然结果。仿真结果验证了所述模型和方法的正确性。     

交直流混联电网换相失败分类及抑制措施研究综述

交直流混联电网是我国电网发展的新形态,然而换相失败在新的电网形态中表现形式更加复杂多变,对系统的安全稳定运行造成了巨大的隐患。首先根据换相失败的表现形式将其分类并定义,然后分别针对阀级换相失败和系统级换相失败,综述了目前已提出的相关抑制措施;最后,从交直流混联电网复杂的交互特性入手,分别对换相失败快速预测和提前触发控制、换相失败传播机理以及多换流站广域协调控制策略三个方面,给出了未来关于换相失败相关研究值得探索的方向。     

功率倒向对平行双回线纵联保护的影响分析及对策

平行双回线中一回线路出现内部故障,由于两侧开关切除不同时,在切除故障期间非故障线路可能出现功率倒向现象。纵联保护往往因为闭锁信号或者允许信号在时间配合上出现问题而导致保护误动。文中就某一500kV电网上出现的具体故障,深入分析了功率倒向引起纵联保护误动的原因,并提出了相应的解决措施。     

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制

我国正处在特高压电网的高速发展期,电网特性持续发生重要变化,对电网运行提出了新的要求。为此,文章分析了电网运行面临的形势和存在的问题,在深入研究特高压大电网特性的基础上,阐明了当前电网正处于"强直弱交"过渡期这一基本属性,概括了当前电网主要运行特点,主要包括:交直流、送受端耦合日趋紧密,故障对电网运行的影响由局部转为全局;新能源、直流输电大规模投产使电网频率和电压稳定问题日益突出;电网稳定范畴进一步拓展,电力电子化特征凸显。探讨了加强主网架结构、提升交直流仿真技术、修订稳定计算标准、完善控制策略、强化频率和电压控制受端、提升新能源涉网性能等应对措施的效果及初步方案,旨在有效保障大电网安全运行。     

河南特高压交直流混联电网研究项目通过鉴定

4月13日,由河南省电力公司和中国电科院共同研发的《特高压交直流混联条件下复杂多断面型区域电网柔性协调运行控制研究》项目顺利通过鉴定。     

多馈入交直流混合电力系统研究综述

在多馈入交直流混合电力系统中,由于交直流输电线路并列运行且多个直流换流站间电气距离较近,交直流系统间、直流子系统间相互影响,对多馈入交直流混合电力系统的控制和保护策略提出了新要求。文章概述了多馈入交直流混合电力系统中换相失败、直流系统故障后的恢复、电力系统功角/电压的稳定性、谐波的相互作用等问题的研究现状,指出了现有控制和保护策略的特点及不足,可为今后多馈入交直流混合电力系统的研究提供参考意见。     

特高压交直流大电网的数模混合实时仿真系统建模

为对金沙江一期和锦屏电力外送的系统接入和受端交流扰动后的交直流响应性能及恢复情况进行专题研究,中国电力科学研究院仿真中心按照网络物理特性相符并适应仿真中心现有仿真设备规模的等值网,建立了迄今国内外规模最大的数模混合实时仿真系统。文中阐述了数模混合实时仿真系统建模的关键技术,包括:交直流系统模拟比的选择,发电机和动态负荷模型的建立和校核,采用不同策略和技术的7回高压和特高压直流系统的建立;无源元件模型的建立和连接;系统数据库的建立;系统的全面校核等。     

考虑连锁故障风险的交直流混联系统容量最优分配

将交直流混联系统的连锁故障风险与交直流容量最优分配这2方面结合考虑的研究迄今未见报道,旨在研究考虑连锁故障风险的交直流容量最优分配问题,作者进行了交直直流容量最优分配问题的初步分析和数学建模,提出了连锁故障蒙特卡洛仿真算法和交直流容量最优分配隐式枚举算法,对修改的IEEE 39算例系统进行了计算,求得使系统连锁故障与大停电风险最小的交直流容量分配最优解,分析了各种因素对交直流容量最优分配的影响。结果说明交直流混联系统的交直流容量分配存在一个比例均衡的最优方式,而应用所提方法可以从连锁故障与大停电的角度对此进行定量计算,这将为电力系统的实际规划运行提供一定的参考。     

相/序电压幅值比较的交直流电网故障选相

为弥补传统选相元件在交直流混联电网逆变站侧交流出线短路故障时可能误判的缺陷,研究了基于相/序电压分量幅值比较的新型选相方案.根据故障边界条件和序网结构,分析了不同短路类型下故障相、非故障相电压与正序电压幅值的相对大小规律,通过简单的幅值比较即可快速筛选出故障相.该方案无需辅助判据,且不受换流站非线性响应特性的影响.我国某实际电网的仿真验证了该算法的有效性.     

交直流互联系统节点PV曲线的求取

针对交直流互联系统电压稳定性的计算问题,给出了交直流互联系统各节点PV曲线的求取方法。该算法采用基于统一迭代法的连续潮流法,在临界点附近采取缩小步长的策略,可以精确求出整个PV曲线并得到精确临界点。研究了负荷和发电机出力的不同变化方式及各种直流控制方式对PV曲线的影响等问题,并做了系统实例计算。计算结果表明,文中提出的算法能快速完整地得到交直流互联系统PV曲线。     

交直流互联系统暂态电压稳定问题仿真分析

基于南方电网2005年丰大方式数据,使用BPA暂态仿真程序研究了切机和直流功率快速提升等措施对交直流混联系统暂态电压稳定的影响,分析了实际系统中暂态电压偏低的原因。结果表明,快速切除足够容量的合适机组是保持系统电压暂态稳定的有效手段。直流功率的提升速率要考虑到系统的无功状况选取适当值。暂态电压偏低是由于功角剧烈摆动引起的,而系统无功的不足会恶化电压的情况。     

交直流混合系统中交流故障对直流的影响分析

为研究交直流混合输电系统的运行特性,提高交直流混合输电系统的运行管理水平。分析了天生桥地区交直流混合输电系统的典型故障、天广直流系统区外故障下交、直流保护动作情况和直流系统运行特性,结果表明交流系统故障下直流输电系统具有较好的稳定特性,但交、直流保护配合和直流系统保护配置存在不足,提出在考虑直流一次设备承受故障冲击能力的基础上交直流系统保护以及直流双极保护的配合问题。