电网故障下大型核电机组设备运行状态分析

电网故障会造成核电机组设备机端的频率、电压波动,会直接影响核电机组冷却剂泵以及散热叶片等装置的运行状态,当波动程度超过允许范围时,可能造成核电机组设备损坏。为研究电网故障下大型核电机组设备的运行状态,文中以某地区核电站为对象展开研究,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了包含压水堆核电站的500 kV网架模型,其中核电机组的自定义详细模型包括堆芯、蒸汽发生器、汽轮机模块等,该模型能够反映电网发生故障情况下核电机组设备内部的动态特性。通过模拟电网故障情况下,电压、频率扰动对核电机组的影响,给出了核电机组安全运行的耐扰动阈值,并提出电网发生三相短路故障下的设备保护措施,为核电机组设备的故障穿越能力进一步研究奠定了基础。     

大型核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则

针对中国目前应用最为广泛的压水堆核电机组,分析了核电机组涉网保护与电网安全运行的相互作用和影响,提出了核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则。在全过程动态仿真程序已有的压水堆核电机组模型基础上,研究了电网电压、频率扰动引起的核电机组和电网的动态特性,着重分析了超速保护、过励限制和保护、频率异常保护、主泵保护等涉网保护和电网高频切机、低频减载等安全自动装置的动作特性、相互影响及其协调关系。结合实际电网算例,验证了相应的协调配合原则,为核电厂及其所接入电网参数整定、定值优化及协调控制等提供了参考。     

适用于电网稳定分析的大容量核电机组建模

大容量核电机组的不断投运使电网运行方式发生了变化,并带来了调峰调频困难等新问题,为掌握核电机组的运行特性,迫切需要建立用于电网稳定分析的核电站准确模型。利用Matlab/Simulink建立了大容量压水堆核电机组数学模型,并结合全过程动态仿真软件,分析了核电机组受到扰动的过渡过程,研究了核电机组在电网频率、电压发生波动时的动态特性。仿真结果表明,该模型能够较为准确地反映核电机组在实际电力系统发生扰动后的动态过程,可为深入研究电网与大容量核电机组的相互影响提供技术支持。     

电网低频故障对核电机组运行安全的影响分析

外部电网故障会对核电机组运行产生影响,建立合适的核电机组仿真模型对研究电网与核电机组的相互影响具有重要的实用价值。本文基于等值建模方法建立了M310堆型核电机组整体模型,并针对冷却剂主泵对电网频率变化敏感的特性在主泵模型中引入了电网故障接口,该模型有效性通过与设计手册中工况的对比得到了验证。结合机组涉网保护措施,进行电网低频故障对机组运行影响的仿真分析,结果表明:电网发生频率降低速度较慢的低频故障时对堆芯热工参数影响会较明显,但在机组的运行安全保护措施下不会对机组运行安全产生危害。     

大型核电机组接入电网的稳定性研究

核电机组具有单机容量大、核安全要求高,且对电网扰动敏感等特征。以大型压水堆核电机组为研究对象。建立了压水堆模型,利用时域仿真法及暂态能量函数法研究了核电接入电网的暂态稳定性．以三门核电机组接人浙江电网的枯水季节最大运行方式作了算例分析。仿真计算了电网短路故障和N-2故障类型扰动下的系统及核电机组的暂态稳定性。结果表明,三门核电机组能承受电网的一般故障且接人对电网暂态稳定的影响很小,电网具有较强的稳定性。     

核电机组对于电网频率电压波动响应特性的仿真分析

核电机组在总发电量中的占比正在逐年上升,建立适用于电力系统中长期稳定性分析的核电机组数学模型,用以分析核电机组的涉网响应特性显得很有必要。利用MATLAB-Simulink建立压水堆核电机组数学模型,并在此基础上仿真分析核电机组的固有特性,研究核电机组对于电力系统扰动的响应特性。仿真结果表明,核电机组能满足一定的负荷跟踪需要,电网频率和电压的波动对核电机组的影响很小。     

基于暂态能量函数的核电机组接入电网暂态稳定性研究

针对核电机组接入电网的暂态稳定性进行了研究。利用电网动态等值建模方法,以核电机组为研究系统,其余部分为外部系统,将电网等值为2机系统。基于暂态能量函数法,对核电机组接入电网的暂态稳定性进行了仿真分析,并与时域仿真计算结果进行了比较验证。结果表明,等值模型能够较好地反映系统在受到扰动后的动态响应,基于暂态能量函数法分析结果与时域仿真分析结果吻合,且计算快速有效,所用方法能正确反映电网和核电机组暂态稳定状态。核电机组会受到电网扰动的影响,只要扰动清除迅速,系统和核电机组均可保持稳定运行。     

田湾核电机组动态模型研究及其对江苏电网系统扰动的响应分析

为研究故障扰动下电力系统和核电机组的动态行为及机网间相互影响,有必要建立适合于电力系统中长期稳定分析的核电站详细数学模型.介绍了田湾压水堆核电机组数学模型的建立,并利用PSS/E的用户自定义模型实现,仿真分析了田湾核电机组对江苏电网系统扰动的响应.     

微电网新型孤岛检测技术的研究

当电网发生故障时,微电网系统可以用主动频率偏移法检测孤岛现象。但若电流扰动角与负载角相等时,此时主动频率偏移法将无法判别孤岛效应。针对上述问题,研究了一种新颖的正半周期电流扰动法,在正半周期给电流频率一个扰动,在负半周期电流频率与电压频率保持同步。一旦孤岛现象出现,输出电流频率的变化将导致公共连接点处电压频率的变化,根据相邻半周期频率之差是否连续正负交替变化来检测孤岛现象。通过仿真验证,该方法减小了主动频率偏移法存在的非检测区,检测快速、有效,对电网电能质量的影响也较小。     

大型核电机组冷却剂屏蔽主泵动态模型及响应特性研究

为了提高核安全性,新型压水堆核电机组冷却剂主泵采用无轴密封式屏蔽电动机泵,但其转动惯量明显小于常规轴密封泵,因此具有不同的动态响应特性。针对屏蔽主泵转动惯量较小、对电压、频率波动敏感等特性,考虑运行过程中的摩擦转矩,建立了屏蔽主泵动态模型,并将其接入核电机组系统仿真模型。比较验证了主泵动态模型的有效性,并仿真分析了主泵惰转特性和频率、电压扰动响应特性及其对堆芯功率的影响。结果表明,摩擦转矩对屏蔽主泵半流量惰转时间有较明显影响,建模时应予以考虑;频率扰动对主泵转速、流量的影响比电压扰动更明显,在运行中应提高厂用电供电质量。     

双馈风电机组接入地区电网后的电压稳定分析

利用PSASP软件的UPI接口程序模块,在PSASP中建立了双馈风电机组模型,以两个实际的地区电网为例,研究双馈风电机组接入地区电网后对电网电压的影响,结果表明：双馈风电机组提高了地区电网的静态电压水平;双馈风电机组在故障后能够减少系统所需的无功储备,从而有利于地区电网的电压稳定;风速的波动对地区电网的电压有影响,但一般不会影响其暂态稳定性。     

电力系统孤网运行安全稳定分析及智能控制研究

地区电网与主系统解列为孤网后,电源与负荷的有功、无功功率不平衡导致地区电网频率、电压大幅度波动。如不及时采取有效控制措施,极可能因电网崩溃造成大范围、长时间停电,带来重大经济损失和社会影响。在对不同类型孤网系统的频率、电压变化进行分析的基础上,对实际电网孤网过程的频率、电压变化过程进行仿真,提出不同孤网系统的智能安全稳定控制方案。     

±800kV酒泉特高压直流入湘对湖南电网暂态电压稳定性的影响

基于湖南电网2015年规划数据,应用电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)分析了±800 kV酒泉特高压直流入湘对湖南电网暂态电压稳定性的影响。分析结果表明:±800 kV酒泉直流入湘后湖南电网机组的开机数量和电容器组投切量均将相应减少,但湘东500 kV环网的无功损耗将增加,同时扰动后酒泉直流还将从湘东500 kV环网吸入大量无功,最终减弱了扰动后湖南电网电压的恢复能力,降低了湖南电网的暂态电压稳定水平。分析结果可为其他电网研究特高压直流对受端电网的影响提供参考。     

湖北电网消纳蒙鄂特高压直流能力研究

2017年蒙西至湖北±800 kV特高压直流输电通道建成,将与湖北电网现有交流特高压输电通道一起,形成特高压交直流并联的格局,对湖北电网的结构形态、运行特性变化产生重要影响。以2017年湖北电网丰大运行方式为背景,根据湖北电网规划电力流,利用仿真软件PSASP建立湖北电网网架结构模型。采用连续潮流算法计算求取湖北电网对蒙西特高压直流的消纳极限,并对消纳极限运行方式下的湖北电网进行稳定校核,包括静态安全分析、单一故障及严重故障的暂态稳定校核。     

双馈型风力发电机的并网建模与仿真

以Matlab/Simulink为工具,建立了双馈发电机组并网的仿真模型,并对负载发生变化、风速突变、电网电压跌落和电网发生故障几种情况进行了仿真和分析。仿真结果表明:双馈型风力发电机对于小的扰动,能够实现功率的稳定输出,同时对电网有一定的无功调节的作用。但在大的故障时,会引起风机的保护动作,使风机脱网,引起电网电压的波动,仿真为进一步分析故障提供了基础。     

不对称电网电压下MMC-HVDC系统功率波动抑制策略研究

电网电压不对称时,在基于模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中,针对MMC交流侧输出产生的有功功率和无功功率二倍频波动问题,提出了将电网电压、电流均变换至正序dq坐标系下进行电流参考值计算的控制策略,可同时抑制MMC交流侧输出的有功功率和无功功率的二倍频波动。此外,电网电压不对称时,在正序dq坐标系下,电压d、q轴分量中除直流分量外,还将含有由负序分量引起的二倍频分量。若在锁相环的设计中不考虑此二倍频分量,则电网电压不对称时系统整体控制性能将会受到影响。据此设计了基于二倍频陷波器的频率自适应锁相环,在电网电压不对称情况下可准确锁定正序电压相位,并计算电网正序电压幅值及负序电压在正序d、q轴上的分量值,用于所提控制方法中的dq变换及功率波动抑制环节中电流参考值的计算。最后通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

电气化铁路牵引负荷接入电网对风电场影响仿真分析研究

电力牵引机车是大功率的单相整流负荷,具有非线性、不对称、波动性大的特点;供电臂内列车的数量和每一列机车的运行状态呈随机波动性,会造成电网电压波动,导致电能质量出现问题。针对兰新二线电气化铁路（以下简称“电铁”）牵引负荷运行密度大、速度高、距离风电场近等特征,利用电力系统综合分析程序PSASP以及ETAP仿真软件对电铁负荷运行引起的电压和频率偏差、电压波动及谐波等问题的机理进行了仿真建模计算,重点分析了牵引变电站接入电网对风电场机组产生的影响。     

基于PSASP的含大规模光伏发电系统暂态稳定仿真分析

光伏发电的出力特性不同于常规机组发电,随着光伏发电在西藏装机容量的不断增加,对西藏电网安全稳定运行提出了严峻的挑战。根据2019年冬季运行方式下的数据,基于电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)建立了含大规模光伏发电的西藏某地区电网机电仿真模型。通过典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障分析了对西藏某地区电网暂态稳定的影响,电网在典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障条件下均能保持暂态稳定,但是有部分母线电压高于规定电压上限。针对部分母线电压越限的问题加装无功补偿装置,改善了电网系统的电压稳定性。     

华中电网稳定计算用负荷模型参数仿真研究

负荷模型是影响电力系统仿真计算的重要因素。为探讨目前华中电网调度部门实际使用的负荷模型及其参数的准确性，指导科学建模工作，利用电力系统分析综合程序PSASP计算了华中电网各配电网的等值阻抗，仿真结果表明目前应用的等值负荷模型参数与实际情况有一定差距，配电网络结构、运行电压、等值阻抗处理方法等因素对负荷模型等值的准确性均有影响，利用仿真得到的负荷模型等值参数可减少电压稳定问题突出的电网所需要的稳定措施量。     

风力发电场最大注入功率的仿真研究

风力发电场并网运行会降低电网的稳定性和电能质量。因此,在建立风力发电场仿真模型的基础上,通过仿真软件对不同运行方式下系统电压、频率的波形分析,探讨了电网中风力发电场的最大注入功率问题,给出了分析这一问题的简单的思路和方法,得出结论：系统节点电压和频率随风力发电场注入功率的变化而波动,且频率的波动更易超出系统稳定的约束界限;电力系统计算机辅助设计（PSCAD）仿真模型能较好地模拟网络各种动态过程,比应用MATLAB等仿真软件更接近于真实系统,适用于风力发电场具体问题的研究。