静止同步串联补偿器次同步谐振多模式阻尼控制器设计

在远距离内输电线路中串入固定电容器,可能会引起次同步谐振（SSR）,为此,在串补系统中使用了基于电压源换流器（VSC）的新一代串联补偿装置静止同步串联补偿器（SSSC）来替代部分固定电容器。首先分析了SSSC基本运行原理,通过对VSC输出电压幅值和相位的控制,使SSSC能够向线路中注入串联的容性电压,相当于提供了串联补偿电容。分析了不同容量SSSC的电气阻尼特性,针对SSSC原有控制抑制次同步谐振效果不佳的缺点,设计了SSSC次同步谐振多模式阻尼控制器。通过通带内低相移的扭振模式带通滤波器滤出系统每个扭振模式信号后再进行相位补偿,使SSSC能够在所有扭振频率附近提供正的电气阻尼。基于测试系统的频域和时域仿真结果表明,简单地增加SSSC的容量并不能有效地化解系统发生次同步谐振的风险,所设计的多模式阻尼控制器不仅能够阻止发电机和串补线路之间次同步谐振的产生,并且能有效地减小所需SSSC装置的容量。     

国华锦界电厂串补输电次同步谐振解决方案的研究

国华锦界电厂串补输电系统是典型的点对网远距离大容量输电模式,由于串联补偿度较高,次同步谐振（SSR）成为威胁电网稳定和机组安全的现实问题。本文以锦界电厂串补输电系统为对象,在深入分析其SSR阻尼特性和故障风险的基础上,重点研究了基于静止无功补偿器（SVC）的次同步谐振抑制方案,采用特征值分析和电磁暂态时域仿真方法详细验算了方案的有效性。     

次同步谐振频率扫描法的电磁暂态仿真实现

频率扫描法是规划阶段分析串补系统是否存在次同步谐振风险快捷而有效的方法。借助PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件实现了频率扫描法。该实现方法具有技术门槛较低、所需输入数据低少、结果直观等优点,可以快速分析在不同运行工况下串补系统发生次同步谐振的可能性。     

串联谐振型短路限流器对次同步谐振影响的研究

介绍了串联谐振型短路限流器的结构、原理以及次同步谐振的机理。以广东电网2015年丰大、丰小、枯大3种运行方式的规划数据作为研究对象,采用状态空间分析法分析了在典型电厂电力送出线路上加装串联谐振型短路限流器对发电机组次同步谐振特性的影响,计算系统次同步频率范围内的特征值,并以此分析系统的稳定性。结果表明,串联谐振型短路限流器会引发系统次同步谐振,在工程应用中应重点关注该问题。     

串联补偿线路SSR分析研究

随着我国电力系统的发展,串联电容补偿在输电系统的应用越来越广泛,但其引起的次同步谐振（SSR）问题也随之而来。针对输电网中串联电容补偿引发的次同步谐振,文章采用基于时域仿真实现的复转矩系数法分析了不同发电机出力以及不同串补度对系统次同步谐振的影响。仿真验证了故障情况下,较小串补度系统对次同步谐振的稳定性。     

新疆与西北联网第二通道应用串补的次同步谐振风险及对策研究

对750 kV新疆—西北联网第二通道应用串补可能带来的次同步谐振问题进行了研究。采用系统频率扫描及时域仿真方法,分析了750 kV新疆—西北联网第二通道应用串补后周边火电厂发生次同步谐振的风险。研究结果表明,西北750 kV电网应用串补后,在个别极端情况下存在发生次同步谐振的风险,而采用750 kV可控串补可对次同步谐振起到抑制作用。由于西北电网现阶段发生次同步谐振的可能性较低,建议在实际运行中避开危险工况并加装扭应力继电器等保护措施;而是否采用750 kV可控串补宜结合经济性方面的因素综合考虑。     

与超高压输电线路加装串补装置有关的系统问题及其解决方案

文章结合我国南方电网河池固定串补及平果可控串补工程,对超高压输电线路装设串联电容补偿装置后的系统状况进行了比较深入的研究,指出一些系统问题,如过电压水平升高、潜供电流增大和可能发生的次同步谐振均源于串联电容补偿装置的固有特性,通过研究认为当串补所在输电线路发生内部故障时,采取强制触发旁路间隙等保护措施,是避免出现系统恢复电压水平超标和潜供电流增大等问题的有效途径.此外,还建议在串补站内装设抑制或监视次同步谐振的二次装置以抑制和避免系统发生次同步谐振.     

抑制次同步谐振的串补方案仿真研究

针对IEEE次同步谐振第一标准测试系统,提出抑制次同步谐振的串补方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立可控串补及其控制仿真模型,仿真研究得到能抑制次同步谐振的可控串补和固定串补组合方案。采用测试信号法从系统电气阻尼特性角度对这些方案抑制次同步谐振的性能进行理论分析。结合可控串补成本费用,得出了能够较好地满足电网安全性和经济性要求的方案。     

静止同步串联补偿器控制方式及特性研究

基于dq同步旋转坐标系建立静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的数学模型,采用电压外环电流内环的双环控制实现对SSSC的控制。基于IEEE次同步谐振第1标准测试系统,考虑仅由固定电容提供串补及其中部分由SSSC提供串补的2种补偿方案,利用测试信号法计算2种补偿方案下发电机组的次同步阻尼特性,并进一步分析SSSC在次同步频率范围内的阻抗特性。研究表明：次同步频率下串有SSSC支路的阻抗特性与串有等值电容支路的阻抗特性相似,但SSSC所呈现的容抗小于固定电容的容抗,且SSSC还呈现较大的电阻分量。因此,串有SSSC的系统次同步谐振点将偏移,且谐振点附近的负阻尼大大减小,这将有利于缓解次同步谐振(subsynch- ronous resonance,SSR)。     

风电场次同步谐振分析与抑制研究

大规模风电场并网运行,采用串联补偿能够提高输送容量,但是有潜在的引起次同步谐振(subsynchronous oscillation,SSO)的风险。首先构造双馈风电场的模型,采用特征值分析法研究串补度与系统稳定性的关系,并在PSCAD/EMTDC仿真软件上进行验证。为了抑制高串补度引起的感应发电机效应,采用GCSC附加阻尼控制器进行抑制。根据不同抑制效果选择最理想的附加阻尼输入信号。     

一种用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法

针对结构复杂的串补输电系统的外网采用何种方法等值及等值后系统保留多大规模这一问题,基于现有的对次同步谐振模式在电网中的传递特性的认识,提出了一种适用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法。根据短路等效阻抗及等值前系统平衡运行状态,确定外网等值参数,并结合次同步谐振研究结果的参数敏感性对等值参数进行适当处理。以系统频率阻抗作为评价指标确定外网合适的等值规模。该方法简单方便,易于实现,适用于结构复杂的串补输电系统的次同步谐振评估分析。通过南方电网的应用算例验证得出,采用该方法进行外网多点等值时等值参数的简化处理及等值规模的判定方法对次同步谐振研究结果的影响很小,从而说明了该方法的有效性。     

500kV串补系统次同步谐振问题的分析计算

本文应用EMTP程序分析了500kV串补输电系统的次同步谐振问题,计算了500MW汽轮发电机组的自振频率、振型和电网的频率阻抗特性,并有针对性地计算了系统各种运行状态下的机组轴系扭矩。计算结果表明,该系统在单机运行、补偿度为50％时将发生次同步谐振。     

一种用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法

针对结构复杂的串补输电系统的外网采用何种方法等值及等值后系统保留多大规模这一问题,基于现有的对次同步谐振模式在电网中的传递特性的认识,提出了一种适用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法.根据短路等效阻抗及等值前系统平衡运行状态,确定外网等值参数,并结合次同步谐振研究结果的参数敏感性对等值参数进行适当处理.以系统频率阻抗作为评价指标确定外网合适的等值规模.该方法简单方便,易于实现,适用于结构复杂的串补输电系统的次同步谐振评估分析.通过南方电网的应用算例验证得出,采用该方法进行外网多点等值时等值参数的简化处理及等值规模的判定方法对次同步谐振研究结果的影响很小,从而说明了该方法的有效性.     

光伏并网附加控制抑制交流串补引起的次同步谐振

高压交流串补有引发次同步谐振的风险,严重影响发电机组乃至整个电网的稳定运行。在光伏发电的基础上,研究通过光伏并网附加控制抑制交流串补引起的次同步谐振问题的可行性。基于复转矩系数思想设计一种次同步阻尼控制器加在光伏电站主控制器上,在保证光伏电站稳定并网的同时,抑制了交流串补引起的次同步谐振问题,很大程度提高了电网的稳定性与新能源并网效率。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,以次同步IEEE第一标准模型作为仿真算例进行仿真验证,结果表明,相比STATCOM,通过在光伏电站并网附加阻尼控制器抑制次同步谐振的效果更好。     

可控串补对次同步谐振的抑制作用初步探讨

简要介绍可控串补的组成，运行方式及主要功能，并分析托克托电厂4期串联补偿进出方案存在的次同步谐振问题．用EMTP仿真程序详细探计可控串补(TCSC)抑制次同步谐振(SSR)的可行性。     

含SVC串补系统的次同步谐振实用阻尼算式

复转矩系数法作为一种经典的次同步谐振分析方法,将其归结为系统在固有扭振频附近出现负阻尼。但该方法建模和计算过于复杂,也无法直观给出阻尼来源。在复转矩系数法的基础上推导了含SVC串补系统的实用阻尼算式,将系统阻尼与次同步等效阻抗联系起来,保留了系统特性并简化了计算。通过与特征值和仿真结果的对比验证了该算式的有效性,并利用该算式分析了SVC容量和接入位置对次同步谐振频率的影响。该算式有助于简单快速地判断含SVC串补系统的次同步谐振危险,确定SVC容量和接入位置,并指导相应控制措施的研究。     

基于门级控制串联电容器不对称串补结构的次同步谐振抑制方法

对门级控制串联电容器(gate-controlled seriescapacitor,GCSC)在抑制电力系统次同步谐振方面的应用进行了研究。介绍了GCSC的结构及基本控制原理,分析了GCSC稳态运行特性。对基于GCSC的各种不对称串补结构抑制次同步谐振的能力做了分析,采用复转距系数法求取电气阻尼来表示不对称串补结构缓解次同步谐振的效果。针对单相GCSC设计了次同步谐振阻尼控制器,并通过基于改进的IEEE次同步谐振第1标准测试系统的仿真,验证了所设计的GCSC不对称串补结构控制器不仅能够有效地抑制次同步谐振,且减少了投入的GCSC容量和工程费用。     

TCSC与FSC抑制次同步谐振容量配比选择北大核心CSCD

基于IEEE次同步谐振第1标准测试系统,利用时域仿真实现的复转矩系数法——测试信号法,测试所研究系统的电气阻尼。在PSCAD/EMTDC中搭建晶闸管控制串联电容器TCSC(thyristor controlled series capacitor)模型,从系统电气阻尼特性角度来分析系统发生次同步谐振SSR(sub-synchronous resonance)的可能性。探讨固定串补单位容量成本函数,根据成本费用公式研究可控串补与固定串补容量的最优配比,仿真结果表明:在可控串补与固定串补FSC(fixed series capacitor)容量比为1∶10的情况下,系统在大扰动下仍然能够保持稳定,只是恢复到稳态时间相对变长,但却节省更多投资,更加经济。     

TCSC与FSC抑制次同步谐振容量配比选择

基于IEEE次同步谐振第1标准测试系统,利用时域仿真实现的复转矩系数法——测试信号法,测试所研究系统的电气阻尼。在PSCAD/EMTDC中搭建晶闸管控制串联电容器TCSC(thyristor controlled series capacitor)模型,从系统电气阻尼特性角度来分析系统发生次同步谐振SSR(sub-synchronous resonance)的可能性。探讨固定串补单位容量成本函数,根据成本费用公式研究可控串补与固定串补容量的最优配比,仿真结果表明:在可控串补与固定串补FSC(fixed series capacitor)容量比为1∶10的情况下,系统在大扰动下仍然能够保持稳定,只是恢复到稳态时间相对变长,但却节省更多投资,更加经济。     

一种确定保护受串补电容影响区域的仿真方法

近年来国内外研究串补电容对线路保护的影响的很多,但是在研究电网中距离保护受串联补偿电容影响的区域的很少。在分析串联补偿电容对距离保护的影响的基础上,提出一种基于短路电流确定距离保护受串联补偿电容影响的电网区域的仿真方法。通过对比分析部分站点测量阻抗的理论分析结果和仿真计算结果应证了仿真方法的正确性。同时以一具体工程实例采用仿真方法计算出距离保护受串补电容影响的电网区域。