南方电网失步解列系统特性RTDS仿真试验研究

对南方电网目前配置的失步解列系统的定值设置及协调配合进行实时仿真研究,建立了南方电网交直流混合实时数字仿真(RTDS)模型,搭建了由RTDS、失步解列系统、功率放大器、直流控制保护装置组成的实时闭环试验系统.试验中模拟了线路故障、直流闭锁及其组合故障,全面测试了严重故障下南方电网失步解列系统动作特性,分析比较了失步解列系统分别在开环控制、闭环控制两种RTDS实时仿真测试模式下的动作规律,并与BPA离线仿真人工判断结果相比较.结果表明针对检验的几种典型严重故障方式,南方电网失步解列系统动作配合正确.试验克服了厂家试验存在的功能单一、离线仿真人工估计等缺陷,是RTDS应用于失步解列系统研究的重大尝试,为进一步将RTDS应用于整个安稳系统实时仿真研究积累了方法经验.     

基于RTDS的南方电网失步解列策略可靠性研究

为检验南方电网失步解列系统及其策略的可靠性,利用RTDS(real time digital simulator)对南方电网主网主要断面进行解列动作特性和电压定值试验.该试验搭建了南方电网500kV及以上交直流电网RTDS模型、失步解列系统、直流控制保护装置等组成的实时闭环仿真试验平台.根据2011年南方电网丰大极限运行方式,在两广断面及云南、贵州送出断面等配置失步解列装置,模拟直流闭锁、西电东送主通道送受端三相短路开关拒动等严重故障,全面测试严重故障下失步解列系统动作特性,分析安装点解列装置之间的动作选择配合及电压定值设置的合理性,验证策略的可靠性.试验表明,南方电网失步解列系统协调配合正确动作,失步解列稳控策略有效可靠.     

基于波形回放的失步解列装置动作行为评估方法研究

大区互联电网配置了失步解列装置以防止系统失步导致的电网崩溃。为了准确评估失步解列装置在电网发生多重严重故障时动作行为的准确性,从BPA和PSASP等电力系统机电暂态仿真程序的仿真结果中提取测量点的三相电压、电流有效值,将其转换为三相瞬时值,进行波形数据回放,同时利用软件模拟UCosφ失步判据,结合失步解列装置整定定值,进行失步判断和解列装置动作行为模拟。实现了一种不依赖于实时数模仿真的UCosφ失步解列装置动作行为的评估方法。     

南方电网广域失步解列系统特性实时仿真研究

为研究南方电网广域失步解列系统的动作特性,开展基于年度典型运行方式的实时仿真试验研究,构建基于现场实际装置、运行定值设置的试验系统,并研究与装置算法一致的联络线功角、Ucos φ振荡曲线、装置安装点电压等观测量的建模方法。通过设置多个严重单一或多重故障算例,对广域失步解列的动作特性进行验证。试验结果分析表明:广域失步解列系统能够满足解列快速性、同时性和选择性的设计要求,解决两广断面南通道解列晚以及同时解列两广、贵广断面等严重影响解列后系统稳定恢复的问题。     

“两渡”直流投产后南方电网振荡中心特性分析

本文基于"两渡"直流投产的2014年南方电网运行方式,分析了"两渡"直流及"云广"直流闭锁稳控拒动后,电网失稳过程中振荡中心的系统特性,以及目前配置的失步解列装置动作情况,同时对溪洛渡直流所在的滇东北地区也进行了分析。根据分析的结果,建议对现有失步解列装置的运行配置和定值进行修订,同时在永丰一多乐断面上加装失步解列装置。     

中国南方电网失步解列装置的配合

通过对南方电网各种运行方式下严重故障的分析计算,结合现有失步解列装置的配置及其设计原理,分析了各种失步情况下电网所配置的失步解列装置的动作及其解列后电网各电气孤岛的稳定情况。南方电网的失步解列装置按照目前的配置在大部分情况下都能正确动作,但存在仅依靠孤立装置难以完全切开失步断面的情况。而失步解列只有断开失步机群之间的所有电气联系线路才能有效消除失步系统间的振荡,避免事故扩大。根据南方电网网情及其现有失步解列装置配置,指出了应在各失步解列装置之间建立通信联系,通过装置配合,可靠地实现系统失步时断开失步机群之间的失步断面,并进一步给出了失步解列建议方案。     

中国南方电网失步解列装置的配合

通过对南方电网各种运行方式下严重故障的分析计算，结合现有失步解列装置的配置及其设计原理，分析了各种失步情况下电网所配置的失步解列装置的动作及其解列后电网各电气孤岛的稳定情况。南方电网的失步解列装置按照目前的配置在大部分情况下都能正确动作，但存在仅依靠孤立装置难以完全切开失步断面的情况。而失步解列只有断开失步机群之间的所有电气联系线路才能有效消除失步系统间的振荡，避免事故扩大。根据南方电网网情及其现有失步解列装置配置，指出了应在各失步解列装置之间建立通信联系，通过装置配合，可靠地实现系统失步时断开失步机群之间的失步断面，并进一步给出了失步解列建议方案。     

溪洛渡直流四极闭锁失稳特性分析及对策研究

溪洛渡直流四极同时闭锁稳控装置拒动情况下,大量潮流涌向交流系统,导致系统功角失稳。针对此问题,对溪洛渡直流四极闭锁后失稳特性进行研究,对振荡中心进行判别,并对失步解列装置判别情况及解列装置动作后系统稳定情况进行仿真分析,根据仿真研究结果及失步解列装置配置现状提出相应建议,建议在永丰站增设失步解列装置,并对现有两广断面失步解列装置判据进行优化。     

考虑备用电源自动投入装置的地区电网静态安全分析软件开发

阐述了考虑备用电源自动投入装置的地区电网静态安全分析软件的功能和关键技术。该软件自动生成预想故障集,结合备用电源自动投入装置配置表自动对网络拓扑进行修改,调用BPA进程进行潮流计算,按照线路的载流量对计算结果筛选、排序、统计,并能按照过负荷减载装置的判据和定值给出装置动作的警告信息。解决了线路名字对照、拓扑结构储存、BPA进程调用、计算孤岛、过负荷减载装置动作判别及预警、输出结果汇总等软件开发关键技术问题。实际工程应用表明,该软件达到了预期效果。     

基于支路势能函数失步判据的华中电网失步解列策略

现有的失步解列装置缺乏信息共享,失步断面各支路常常不能同时解列,进而导致振荡中心迁移,无法正确解列。为了保证失步解列装置能准确解列失步断面,按照省间调度分区和省内同调分群的思路,提出首先通过离线数字仿真确定系统断面解列方案策略表,然后以支路暂态势能指标作为断面两端系统失步的实时判据,在线查询系统断面解列方案策略表,从而确定系统解列方案,并对华中电网典型解列算例进行了仿真分析。仿真结果表明:支路势能函数作为解列判据能够有效识别系统失步断面,利用所提出的失步解列策略能够有效避免同一断面不同回路就地解列判据动作不一致造成的振荡中心迁移问题,也能保证振荡中心落在省内时解列装置正确动作。研究结果可为电网失步解列提供参考。     

两渡直流投产后南方电网失步特性及应对措施分析

两渡直流投产后南方电网将形成"八交八直"并列运行的局面,可大幅提高西电东送的能力,但也会给南方电网严重故障后的失步特性带来新的问题。为此,研究了南方电网现有失步解列控制措施的适应性及存在问题,通过仿真研究分析了两渡直流投产后南方电网失步振荡特性的变化,并根据南方电网发展情况给出了云南与主网异步联网、强化稳定防线等方面的应对措施。     

交流系统强振荡期间直流输电控制保护响应仿真

目前,针对交直流混联大电网中交流系统失步振荡期间,直流输电控制保护响应特性的研究鲜见。文中通过PSCAD仿真和实时数字仿真（RTDS）,分析了交直流混联大电网系统中交流电网强振荡时直流输电控制保护系统的响应特性。仿真中,交流电网包括真实电网和虚构电网,直流输电系统包括单一直流和多馈入直流。仿真结果表明,直流输电系统在振荡前2个周期内不会闭锁,稳定控制系统有充足的处理时间。直流控制保护系统的非线性特性造成2个极闭锁时间存在差异,有利于避免双回、双极同时闭锁。振荡期间直流控制保护系统的调节和换相失败造成直流输送功率大幅度波动。     

UFV-200F失步解列装置的特高压电网实际参数动模试验

晋东南-南阳-荆门交流1 000 kV特高压交流试验示范工程将于2008年内投运,作为该示范工程的配套项目,配置了4套UFV-200F失步解列装置,这是失步解列装置首次应用在特高压电网中。文章介绍了该装置在电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心进行的动模试验,结果表明,该装置能够满足特高压电网的运行要求及相关的技术标准。     

华北-华中-华东交直流输电系统数模混合仿真

将全数字实时仿真与高压直流输电物理仿真装置相结合,建立了三华等值电网的详细电磁暂态实时仿真模型和物理直流系统仿真模型.详细模拟了“三纵三横一环网”特高压网架,主要针对以下内容进行了实时仿真试验研究:直流系统双极紧急停运;直流多落点地区交直流相互影响.试验结果表明:±500 kV和±660 kV直流系统发生双极闭锁故障时...     

捕捉失步断面的实现方案及其仿真

目前国内外的失步解列装置基本上是基于装置安装处的本地电气量去判断系统的失步特征,因而难以确定失步中心真正所在的失步断面联络线。系统失步后,周期积分无功总是倾向于流入失步中心所在的断面之中。随着光纤通信系统在现代电网中的广泛应用,文中提出了一种基于光纤互(纵)联,通过对系统双(多)端电气量的测量去寻找失步断面的新型失步解列方案。该方案通过对联络线双端电气量的采集,计算出发生有功过零的联络线上有功过零两次期间的瞬时无功积分值,并基于光纤通信系统寻找到联络线上计算出的无功积分值呈现出由两端流入的联络线即为失步断面联络线。通过对全网解列装置的振荡周期次数动作整定值的统一,实现同时断开失步机群间的电气联系,从而平息失步系统的振荡,防止事故扩大。该方案易于在工程中应用,可实现合理与有计划的解列。基于仿真研究验证了该方案的有效可实现性和优越性。     

数模混合实时仿真系统及其在特高压交直流电网研究中的应用

介绍了国家电网仿真中心数模混合式实时仿真系统的结构、仿真试验流程及其在特高压交直流混合电网仿真研究中的应用。该系统包括相应的数字模型、物理模拟装置及接口设备,其中高压直流输电模拟系统模型包含与实际直流输电系统特性相近的仿真装置,且具有与实际直流工程相同的控制保护装置。文章阐述了对原系统的等值化简、确定系统模拟比、建立仿真试验系统模型等多个环节的处理过程及相关原则。以金沙江一期及锦屏送出特高压直流工程实时仿真研究项目为例,给出了数模混合实时仿真系统的试验结果并与离线计算结果进行了比较分析,2者基本一致。仿真系统试验结果可为特高压交直流混合电网的规划提供技术参考。     

基于RTDS的交直流混合系统实际故障再现分析

基于实时数字仿真器（RTDS）,针对实际的交直流混合电网,搭建了仿真模型,并将RTDS与实际直流输电控制保护装置连接,建立了一个交直流混合系统实时仿真实验平台。介绍了仿真建模中的关键问题,提出了RTDS元件模型的选择原则。在此基础上,对南方电网中实际发生的 2种典型故障进行了仿真研究,通过仿真实验成功再现了实际故障过程,并分析得出了故障发生的真实原因,提出了合理的改进建议。通过仿真结果与实际录波的对比,证明所建电网模型是准确、可信的,能够比较真实地反映实际系统的动态特性。     

大规模交直流电网电磁暂态数模混合仿真平台构建及验证：(一)整体构架及大规模交直流电网仿真验证

随着中国特高压交直流电网快速发展,交直流、多直流之间相互影响加剧,电网安全运行面临严峻挑战,对仿真工具的性能提出了更高的要求。对接入实际直流工程的控制保护装置进行数模混合仿真是当前对大规模交直流系统动态特性进行仿真所采用的较为准确的仿真手段。文中在原有数模混合仿真技术基础上,提出了适用于研究大规模交直流混联电网运行特性的新一代数模混合仿真平台构建方案。该方案以大规模电磁暂态实时仿真软件HYPERSIM和超级并行计算机SGI为数字仿真核心,接入全部在运直流工程的控制保护装置及其他类型电力电子控制保护装置,解决了大规模特高压交直流电网高精度仿真试验研究的难题,并且实现了同时接入8回直流工程控制保护装置、电磁暂态仿真规模超过6 000节点的数模混合实时仿真。通过对实际电网故障的反演和结果对比,验证了所构建仿真平台方案的有效性。     

基于RTDS的快速投切电容器自动装置投切策略研究

为了充分利用系统备用无功资源来提高电网受端动态无功补偿能力,较好地提高电压稳定性,文中基于快速投切电容器自动装置提出了投切电容器的控制策略。投切控制策略设置有系统故障识别逻辑、低压投入电容器逻辑和过压切除电容器逻辑。仿真平台采用数字实时仿真(RTDS)搭建了220 kV及以上系统实时仿真模型,分别连接实际直流控制保护装置与快速投切电容器自动装置,构成了双闭环实时仿真系统。通过设置多种试验项目,开展了不同故障工况下自动装置基本投切策略的试验研究,检验了投切策略的正确性和有效性,为装置的工程实施与应用提供了重要的技术指导。     

考虑次要失步机群的大区电网失步解列配置

通过对大规模电网的失步仿真研究发现,当系统失步时失步机群可能会呈现为主要失步机群和次要失步机群2种失步模式。主要失步机群决定着整个大区电网的失步中心断面联络线,而次要失步机群不能决定整个大区电网的失步中心断面联络线。该现象将导致通过捕捉失步断面电压最低点（失步中心）寻找失步断面联络线的方法一般只能将主要失步机群分开,却未必能够将次要失步机群也合理分布到与之同调的机群之中。因此,工程中应结合系统离线仿真分析,尽可能对有可能成为次要失步模式的机组安装失步解列装置,以作为一种后备,防止次要失步模式机组扰动系统,造成事故扩大。