新型分布式调相机动态性能参数自适应优化

高比例风光新能源并网面临着暂动态无功、系统短路容量和转动惯量不足。提出了在新能源发电侧配置新型分布式调相机的解决方案。其中,调相机的暂动态参数对于确保其无功补偿响应速度和效果非常重要。通过研究调相机的设计变量对关键参数的影响,建立了采用自适应调节的电磁方案高效寻优方法。通过方案自动设计寻优获得了暂动态参数优越的调相机优选方案。通过型式试验对该设计方案进行了充分验证,结果表明,该新型分布式调相机暂动态能力能够满足电网的要求。     

高比例新能源直流送端系统分布式调相机优化配置

高比例新能源直流送端系统故障可能引发新能源暂态过电压脱网,在新能源场站或汇集站配置分布式调相机是抑制暂态过电压脱网的有效手段。针对高比例新能源直流送端系统分布式调相机优化配置的技术需求,首先分析高比例新能源直流送端系统的暂态过电压传播特性。基于此,提出考虑节点和系统综合暂态压升严重性指标的分布式调相机候选节点筛选方法。然后,以计及运维费用的分布式调相机综合配置成本最小为优化目标,考虑多场景和多故障下的暂态电压稳定性约束,构建分布式调相机优化配置模型。最后,利用粒子群算法进行寻优得到分布式调相机优化配置方案,并构建高比例新能源直流外送试验系统。采用BPA-PYTHON-Matlab联合仿真验证所提配置方法的有效性。     

基于同步电机等效电路的分布式可再生能源发电虚拟同步机控制

针对大量光伏和风电等新能源接入电网,电压稳定性降低以及电网故障情况下的无功和电压问题,提出一种基于同步发电机等效电路模型的新型虚拟调相机控制策略。以夜间具有充足无功调节能力的光伏逆变器为目标,设计基于同步电机等效的分布式可再生能源发电虚拟同步机控制策略,通过对同步发电机建模及其次暂态效应分析,提出逆变器的虚拟调相机及无功控制方法,并在单机—输电线路—无穷大母线案例中验证。新能源大规模接入区域的逆变器被赋予分布式调相机的次暂态无功响应特性和惯性后,区域暂态无功支撑能力和暂态电压稳定性大大增强。     

新能源集中接入下的宁夏电网无功规划研究

针对新能源并网容量不断增加,大规模新能源接入电网时无功电压控制困难的问题,通过研究在新能源大出力方式下系统电压水平、电压波动及严重故障时电压失稳情况,提出了动态无功补偿、低压无功补偿配置方案。研究结果表明提出的无功配置方案适用于宁夏电网新能源场站和新能源汇集站的动态无功补偿,已纳入宁夏"十三五"电网滚动规划,对于保障宁夏电网安全稳定运行具有重要意义。     

分布式调相机励磁系统参数优化模型研究

可再生能源大多位于偏远地带,跨区外送时抵御系统冲击能力较弱,为了提高系统运行可靠性,以分布式调相机为无功补偿设备,研究励磁参数对调相机动态特性的影响.首先分析调相机输出无功的数学模型,确定反映调相机动态无功特性的评价指标—有效无功电流增益,基于该指标的频域灵敏度分析,来获取影响调相机动态特性的关键励磁参数及优化规律.以...     

多直流协调的新能源送端地区暂态过电压抑制策略

针对直流闭锁故障导致的高比例新能源多直流送端系统暂态过电压问题,文中首先分析多直流间的交互影响机理,引入多馈出电压交互作用因子,揭示了直流闭锁导致其他健全直流近区域交流系统暂态过电压的根本原因。其次基于直流闭锁故障下调相机不同时间尺度的无功特性与整流侧换流母线电压的定量关系,在改进直流系统整流侧控制的前提下,于整流侧母线处投入调相机并以调相机暂态无功特性对其容量进行配置,降低了调相机所需投入容量。然后整合了调相机与整流器的无功调节能力,据此提出多直流、多无功设备协调配合的暂态过电压抑制策略。最后在PSCAD仿真平台中搭建两直流送端系统模型,验证了所提协调策略对暂态过电压的抑制效果以及调相机容量的配置效果。     

大规模新能源直流外送系统调相机配置研究

针对抑制送端电网暂态过电压的技术需求,首先分析了送端电网暂态过电压的影响因素;然后构建了直流外送试验仿真系统,基于机电暂态仿真,考虑分布式调相机及其分层分散配置的作用,分别提出了调相机集中和分散接入不同电压等级配置方案;最后通过对比各方案给出了大规模新能源直流外送系统调相机配置建议,研究结果表明在各新能源汇集站低电压等级侧分散配置小型化调相机,不仅可以全面解决送端系统的暂态过电压问题,还能进一步提高经济性。     

特高压交流变电站无功补偿装置直接接入500 kV母线方案研究

针对1 000 kV特高压交流变电站主变低压侧无功分组多、占地面积大带来的工程站址场地选择受限等问题,提出将无功补偿装置直接接入500 kV母线的设计方案。对无功补偿装置直接接入500 kV母线的各种接线方式进行了对比分析,调研了设备供货能力,研究了布置方案,进行了全寿命周期的对比分析。结果表明,该方案不仅可以起到提高单组电容器、电抗器容量,减少无功补偿设备占地面积的作用,还可降低能耗。     

新能源基地经特高压交流送出系统输电能力与提升措施

随着新能源在电力系统中占比不断增加,大规模新能源安全稳定送出能力提升成为一个普遍关注的问题。以张北地区千万千瓦级新能源基地经张北—雄安1 000 kV特高压交流输电线路送出为例,使用电力系统分析综合程序 (power system analysis software package,PSASP)搭建了其机电暂态仿真模型,其中包含具备低电压穿越功能的新能源模型及分布式调相机模型,分析了新能源送出能力的制约关键因素,研究了分布式调相机配置对于新能源短路比的影响,最后通过全数字电力系统仿真器(advanced digital power system simulator,ADPSS)全电磁暂态仿真验证了暂态过电压问题优化效果。计算结果表明,暂态过电压和稳态低电压是制约张北地区新能源经特高压交流送出能力的主要因素,在新能源短路比较低的发电机组机端配置分布式小型调相机,可有效抑制暂态过电压问题,提高新能源整体送出能力。研究结果对电力系统规划、运行及国内同类新能源送出工程设计都具有较强的参考价值。     

青豫直流近区330kV人工短路试验分布式调相机响应结果分析

青海电网是目前全国新能源装机占比最高的省域电网，大规模新能源接入对青海电网电压稳定带来挑战。介绍了青豫直流近区330kV 1号站Ⅰ线三次人工短路试验，分析并对比了三次试验期间分布式调相机的响应特性，描述了分布式调相机对故障时电压跌落深度和故障后过电压的抑制效果，验证了分布式调相机对电网的暂态无功支撑效果。     

调相机与特高压直流换流站交流滤波器的协调控制策略

在特高压直流换流站配置同步调相机可以给交流电网提供动态支撑、提高系统稳定性,但当前调相机与换流站交流滤波器均为单独控制,两者之间缺乏合理的协调配合。针对此问题,考虑调相机与换流站交流滤波器现有的控制策略及特性,提出一种稳态无功功率协调控制策略。于两者控制系统之间实现数据交互,在确保不影响调相机对交流电网动态支撑作用的前提下,直流控制系统调用调相机稳态无功容量的一部分,与换流站交流滤波器配合进行无功功率平衡控制,充分发挥了调相机的无功补偿作用。最后,通过仿真验证了该策略的有效性。     

解决超调问题的220kV变电站无功配置方法

针对220 kV变电站单组补偿容量配置偏大、感性与动态无功补偿缺乏引起的电压调控困难问题,提出了220 kV变电站离散与连续相结合的综合无功补偿方案,由一组直接式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)和采用开关柔性控制技术的并联电容器组组成补偿系统。首先构建了变电站无功补偿调压估算模型和指标——无功超调率,该指标揭示了当前变电站无功补偿配置组数有限和单组容量不宜过大之间的矛盾,使得220 kV变电站采用所提的新型补偿方案成为了解决受端系统的稳态电压控制的精度和暂态电压稳定的超调问题的根本出路。算例表明紧急状态下所提方案能给电网提供有效的动态电压支撑。     

多台同步调相机在特高压换流站中的协调控制策略分析

为更好发挥各类动态无功补偿装置特性,提高装置利用率,减少滤波器投切次数,实现系统电压平滑调节,本文结合换流站无功控制功能和同步调相机无功控制特性,提出多台同步调相机协调控制策略,以更好应对交直流系统不同类型电网故障,提高电网稳定性。     

1000kV特高压GIS电流互感器现场误差智能化检定系统设计与应用

1000kV特高压GIS电流互感器误差现场检定时,由于其试验回路长、阻抗大,常规的试验方法存在升流困难及操作复杂的问题。基于特高压GIS电流互感器的结构特点分析和多年的现场工作经验,本文设计和实现了1000kV特高压GIS电流互感器现场误差智能化检定系统,论述了检定系统的组成及实现方案,提出了功率电力电子电源与电工电源串联技术、自适应无功补偿技术和智能化检定技术,介绍了智能工频电源软硬件设计方法,给出了多组合无功补偿装置的实现方法。特高压南京站、泰州站1000kV电流互感器现场检定实验表明,该检定系统能准确计算被试电流互感器的的电气参数,自动进行无功补偿,自动实现谐振升压和误差检定,提高了现场检定技术水平和工作效率。     

1 000kV南阳变电站110kV侧的继电保护配置

1 000kV特高压南阳变电站110kV侧低压无功补偿设备与传统超高压变电站的低压无功补偿设备相比,在设备原理、设备容量、接线方式、保护原理和控制方案方面存在较多的特殊性和创新性。介绍了大容量并联电容器组双桥差保护接线的方案;110kV新型负荷开关的应用使110kV系统的无功设备保护跳闸采用2级出口,失灵保护采用的2级失灵方案;母线死区故障采用特殊跳闸方案;特高压变电站站用变容量相对较小,针对电流互感器（current transformer, CT）配置、继电保护定值整定、系统调试等方面出现的新问题提出了解决方案。鉴于南阳站站用电系统接线方式的特殊性,提出了110 kV站用变差动保护范围的优化方案。     

大容量调相机参与下特高压交直流电力系统 稳态电压协同控制

提出了一种大容量调相机参与下特高压交直流混联系统稳态电压协同控制新策略。首先研究了大容量调相机的稳态出力与其暂态电压支撑能力的关系,在充分保证调相机暂态电压支撑能力前提下,提出了其稳态出力确定方法。在此基础上,提出了大容量调相机参与下,换流站站域无功补偿设备与近区交流电网自动电压控制(AVC)的协同控制策略。基于EPRI-36节点系统,分析了特高压换流站运行方式以及近区交流电网无功负荷变化场景下,特高压换流站站域与近区电网AVC独立控制、协同控制以及计及调相机作用的协同控制3种方式下的控制效果,验证了所提控制策略的优越性和先进性。     

地区主站区域电压无功控制和动态无功补偿系统联动策略研究

为了解决地调自动化主站系统电网区域电压无功控制中出现的无功过补偿、电容和主变压器抽头操作过于频繁的问题,对电网区域电压无功控制技术与变电站的无功动态补偿系统的联动策略进行研究。通过在一座110 kV变电站安装了一组无级调节电抗器及其控制装置,使其与主站系统的区域电压无功控制相互配合对站内的无功装置和主变压器抽头进行控制。结果表明联动控制效果较好,在对电网电压和无功电压进一步优化的同时,消除了电网无功过补偿、电容和主变压器抽头操作过于频繁的现象。     

大容量新型调相机关键技术参数及其优化设计

大容量新型调相机旨在满足特高压直流输电大规模发展带来的强大的系统动态无功需求,因此其电气参数必然不同于以稳态无功补偿为主的传统调相机。本文通过系统分析各电气参数对调相机暂态及次暂态特性的影响,提炼出调相机动态性能优化的关键技术参数和措施,即尽可能降低直轴次暂态电抗X"_d和主变短路电抗X_k,减小直轴开路及短路时间常数T'_(d0)和T'_d,并将励磁系统强励倍数提高至3.5倍。同时对调相机的具体优化设计方案给出了建议。     

上海220kV电网无功补偿配置方案探讨

上海电网是典型的受端电网,近年来区外来电的注入、大容量机组的增加以及高阻抗变压器的应用等,对变电站无功补偿配置提出了新的要求。文章在分析上海电网无功配置现状的基础上,研究了500 kV电网、区内电源、220 kV输电线路、主变等电网主要设备对无功补偿的影响和要求,提出了上海220 kV电网无功补偿配置方案的建议。     

配电网电容电流超标问题研究

为了准确有效地解决当前配电网电容电流超标问题,针对10 kV不接地系统,提出一种分散固定和集中跟踪相结合的无功补偿方法。利用数据实例和数理统计方法分析了当前运行配电网电容电流与常规无功补偿的问题,并给出分散固定与集中跟踪解决方案。利用Matlab/Simulink对该方案进行仿真校验。仿真结果表明,分散固定补偿与集中跟踪补偿相结合的方法对治理10 kV不接地系统电容电流超标问题是有效和实用的。同时,该方案对规划设计中的变电站和10 kV开闭所在无功配置方面具有一定的指导意义。