可控串联补偿装置的研究现状

可控串联补偿装置具有阻尼线路功率振荡、提高电力系统暂态稳定性、抑制次同步谐振等多种功能。对TCSC装置的各种控制策略和研究成果进行分类归纳并分析相关问题。     

基于VSG的低压柔性直流系统连接串联补偿电网的稳定性分析

低压柔性直流输电系统可实现异步电网互联,并且具有控制灵活等优点。而虚拟同步机技术通过模拟传统同步发电机的外特性可以弥补电力电子设备无惯性和阻尼的缺点。然而,虚拟同步机与串联补偿电网之间的阻抗交互作用可能导致系统失稳,而目前这方面的研究较少。该文对基于虚拟同步机的低压柔性直流输电系统进行序阻抗建模,通过伯德图分析低压柔直虚拟同步机连接串联电容补偿电网的稳定性。提出一种动态虚拟阻尼系数的有源阻尼控制方法,通过动态调节虚拟同步机阻尼系数,同时结合调制信号反馈有源阻尼方法,共同抑制次同步振荡。所提出的改进后的有源阻尼控制方法可以解决调制信号反馈有源阻尼方法中,虚拟电阻值设置过大造成的工作点偏移。最后通过Simulink仿真验证所提出方法的有效性。     

直流电压时间尺度下光伏并网控制系统稳定性分析

随着光伏发电并网规模的扩大,由其换流器控制系统动态特性引起的小干扰稳定性问题愈加突出。而单台光伏发电单元容量较小,故并网光伏发电系统中往往包含大量光伏发电单元,系统模型阶数较高,极大地增加了稳定性分析的复杂程度。因此,为提出一种较为简单有效的稳定性判别方法,文中首先通过时间尺度分解建立并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定分析降阶模型;随后,在该模型的基础上,由劳斯-赫尔维茨判据推导得到系统的小干扰稳定判据,并结合判据分析直流电压时间尺度下影响系统小干扰稳定性的关键因素,辨识出3个影响稳定性的不利因素：重负荷、弱连接、不恰当的控制参数设置;最后,通过仿真算例验证该稳定性判据的正确性和有效性。结果表明：所得出的稳定性判据能有效评估并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定性,并且不需要建立复杂高阶的系统模型,极大地简化了计算和分析过程。     

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。     

一种提高系统稳定性的静止同步串联补偿器控制策略

风力发电及特高压直流输电在我国得到了长足发展,大容量的风电出力波动或特高压直流闭锁后,不受控的大规模潮流转移严重威胁着电网的安全稳定运行,因此高效的潮流控制手段对提高我国电网的稳定运行水平具有十分重大的意义。文中针对电力系统潮流控制的问题,推导建立了实现线路潮流控制的静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)控制策略,并搭建了其电磁暂态仿真模型;仿真结果表明,所设计的控制策略在有效控制SSSC直流电容电压的基础上,还可实现对线路潮流的精确、快速控制。文中研究成果可指导SSSC控制器设计,为大规模新能源和特高压直流输电接入后电力系统的潮流控制和稳定运行提供参考。     

光伏、火电打捆经串补送出系统的次同步振荡研究

光伏、火电捆绑经过含串补的交流系统送出是一种合理可行的并网方案。本文基于加入了并网光伏的IEEE次同步振荡第一标准模型,利用复转矩系数法和时域仿真法分析了并网光伏对系统次同步振荡特性的影响。根据相位补偿原理,考虑发电机转速偏差信号的传输延迟,分别设计了基于多通道结构的有功和无功型附加阻尼控制器以及混合型附加阻尼控制器;论证了配置附加阻尼控制器并未对并网光伏的稳定出力产生影响。这种在光伏逆变器上配置附加阻尼控制器的思路可以作为抑制火电机组次同步振荡的备用方案。分析了并网光伏容量、附加阻尼控制器类型对次同步振荡抑制效果的影响,频域和时域仿真结果表明并网光伏容量越大,对次同步振荡的抑制效果越好;相比单一的附加阻尼控制器,混合型附加阻尼控制器对次同步振荡的抑制效果更好。     

可控串联补偿输电技术

首先介绍了灵活交流输电系统(FACTS)中晶闸管控串联电容(TCSC)补偿方法的功效，如增大动态和暂态稳定输电限制、增大传输功率以及缓解次同步谐振(SSR)和系统电压崩溃现象。同时介绍了TCSC的运行原理和配置情况。最后介绍了一个大电力系统互联技术作为工程实践的实例。     

利用单相SSSC的混合串联补偿方法

为提高单相静止同步串联补偿器(SSSC)方案的效率,基于非工频下三相电抗不平衡会减少发电机组机械侧和电气侧的能量交互进而在一定程度上抑制次同步振荡(SSO)的原理,提出了基于SSSC的混合串联补偿方法,解决了传统固定电容补偿(FSC)存在的SSO。该方法只在一相中采用SSSC代替部分固定电容,而其它两相采用FSC进行补偿。通过控制SSSC,使工频下三相电抗相同;而在次同步频率下,系统电抗不相同。建立了H桥级联式的单相SSSC的时域仿真模型,设计了增强阻尼效果的主动阻尼控制器。采用时域仿真法,分析了故障点位置对抑制效果的影响以及SSSC的最小补偿度。以三相电压不平衡度为指标,分析该方法对系统的影响。基于IEEE第1标准模型的测试结果表明,该方法能有效地抑制SSO,抑制效果不受故障点位置的影响,并且对系统三相电压不平衡度影响不大。同三相均采用串联SSSC代替部分FSC的混合串联补偿方法相比,该方法更具有经济性。     

光伏微源特性对串联型微网电压稳定性的影响

针对微源逆变器串联连接的微网系统,分析了光伏微源特性对串联型微网(series micro-grids,SMGs)系统电压稳定性的影响。首先分析了系统结构;其次建立了复杂环境条件下光伏阵列模型,讨论了各微源直流链电压与系统输出电压之间的关系;最后分析了微源特性对SMGs输出电压的影响机理,并研究了基于混合储能的稳定性控制策略。算例结果验证了该控制策略的有效性。     

具有串联补偿的大型电力系统中次同步谐振

介绍一个专门研究具有串联补偿的大型电力系统中次同步谐振问题的仿真程序SOFR ESP。该程序采用复转矩系数法，在这一方法的基础上引进了机网接口技术，使其在分析 大型电力系统SSR问题时，不仅概念清楚，而且无需对原网络作任何简化。本文将SOF RESP成功地应用于339个节点和45台发电机(包括等值机)的大型电力系统 中。     

光伏系统中电压谐波补偿控制算法的研究

针对光伏发电系统入网运行中非线性负载和电力电子设备产生的电网谐波问题,设计了一个在公共连接点(PCC)处进行电压谐波补偿的光伏控制器,采用Clark变换将其放在αβ参考系下,用直流信号进行数据传送与控制,有效抑制了电网电压谐波,并对PCC处电压进行了补偿,提高了电网电能质量。最后通过Matlab搭建出仿真模型,验证了该控制系统的正确性及可行性。     

Effect of series compensation on the voltage instability of EHV long lines

In this paper, the effects of the operating conditions and dynamic performance on the voltage instability phenomena of EHV lines with series compensation is discussed. Exponential modelling of loads and exact long-line equations are used in the analysis. Graphs showing the variations of the receiving-end voltage and the transformer tap ratio with time for an assumed load variation are given. It is shown that when series compensation is provided, the chances of voltage instability occurring are less. The effect of switched series compensation on the voltage instability is also investigated. The error in using short-line equations for the analysis of voltage instability phenomena is highlighted. The random loading conditions of the system and the random load parameter variations are also considered for the first time in analysing the voltage instability phenomenon.     

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用

提出一种利用无功补偿技术进行并网发电系统孤岛检测的方法,通过对负载电压频率的判断即可有效检测是否进入孤岛状态.根据负载特性的不同,合适的无功补偿方式可以获得最佳的检测效果.文章给出了无功补偿在孤岛检测中应用的理论依据,并结合仿真分析研究了供电电源与本地负载之间的有功和无功功率匹配程度对负载电压频率特性的影响.     

大规模光伏发电并网系统电压稳定分岔研究

运用数值分岔软件MATCONT对一个接入大规模光伏电站的经典3节点系统进行分岔分析。单参数分岔分析结果显示,系统存在着危害负荷电压稳定性的亚临界Hopf分岔。双参数分岔分析结果显示,当光伏电站以滞后功率因数运行时,系统具有最大电压稳定域光伏有功出力值,可作为光伏电站最大安装容量;而以超前功率因数运行时则会使系统的电压稳定域缩小。当光伏电站以滞后功率因数运行时,光照强度大幅度突降会对负荷电压稳定性造成不利影响,光伏电站有功出力越大,该影响越严重。对系统中的等值发电机角速度施加线性反馈控制后可延迟甚至完全消除亚临界Hopf分岔,从而可使系统以鞍结分岔点作为系统的电压稳定临界点,大幅扩大了电压稳定域;采用线性反馈控制措施还可使光照强度发生大幅度突降时负荷电压能够快速恢复。     

串补装置在电力线载波通信系统中的应用

通过分析奉节串补站在万龙载波通信系统应用中发生的一系列问题．提出了相应的整改措施,如更换串补型线路阻波器、高通型结合滤波器,调整载波机的工作频率,在载波机上加装群时延均衡器等;讨论串补装置在电力线载波通信系统中的应用,并对以后串补线路在电力线载波通信系统的应用提出指导性的建议。     

Using controlled electric-power lines with controlled series compensation in smart-grid networks

The application of controlled series-compensation devices (SCDs) is one trend in development of controlled electric-power lines (EPLs). The influence of controlled SCDs on the regimes and stability of an electric-power system with two generating plants was considered. The methods of mathematical modeling, numerical integration, D decomposition, and computing experiment were used in the research. It was revealed that controlled SCDs make it possible to increase the EPL capacity and have a positive effect on the margins for the static aperiodic and dynamic stability, without leading to instability at compensation typical for the operating regimes of electric-power systems (EPSs). The methodology for determining the range of change of the parameter of a controlled SCD in order to define its optimal amount making it possible, on the one hand, to have a maximum positive effect on EPL capacity and static aperiodic and dynamic stability and, on the other hand, to prevent oscillatory instability was proposed. The possibility of constructing smart-grid networks based on controlled SCDs is revealed. The construction of a smart-grid network with use of controlled SCDs leads to the creation of highly integrated, new-generation smart electricity networks that are characterized by increased EPL capacity and increased static- and dynamic-stability margins.     

Transient stability enhancement using self adjusting-flexible variable series capacitor compensation

The paper presents a novel flexible, self-adjusting variable series capacitor compensation(VSrC) scheme to enhance transient stability of an interconnected AC system. The scheme is regulated by an error-driven, error-scaled non-linear transigmoid controller.     

温度对户外光伏系统发电效率影响分析

光伏模块的发电效率会受到各种因素的影响,其中温度是重要影响因素之一。温度对光伏模块发电效率的影响分析是基于二者之间的线性回归模型进行的,现有研究中通常只考虑辐照、风速、安装结构与位置等因素对模块温度的影响,忽视了晴天持续的高辐照使光伏模块持续工作在高发电状态,产生的热量积累使得模块温度随时间推移而上升的情况。文章通过分析屋顶光伏电厂实测数据,验证了晴天热量积累造成模块温度随时间推移而升高,会对发电效率造成负面影响,雨天的雨水起到为电池板降温的作用,发电效率受到的影响较小;在此基础上,在典型发电效率的多元线性模型中加入时间作为另一个因子,构造更准确的不同天气类型的发电效率模型。     

带串联电容补偿装置的电力牵引网故障测距研究

电力牵引网故障测距一般采用电抗法,但增加了串补电容的电力牵引网线路电抗单调性遭到破坏。基于线路R-L-C模型,采用微分方程法分析计算,提出带串补线路电力牵引网故障点位于电容前或电容后位置的识别方法。对于不同过渡电阻、不同短路相角情况下,基于可替代暂态程序仿真和Mallab的分析表明,该方法能有效判别故障点位于电容前或电容后的位置。此后,可通过常规的电抗法进行测距。     

自并激励磁方式对系统稳定的影响

通过分析自并激励磁系统相对于三机励磁系统的优缺点,并结合凤滩电厂的应用实例,提出自并激励磁系统应用中应注意的问题。