短路电流计算外网等值方法研究及应用

随着电网规模的不断扩大,短路电流计算耗时逐渐增加,并且对计算软件的要求也不断提高,为提高短路电流计算效率,研究了一种适用于地区短路电流计算的外网数据等值方法,首先对全网的节点导纳矩阵进行等值化简,形成边界区域的新增注入元素,然后构造出仅包含研究区域和边界区域的简化电网模型,用于研究区域内的短路电流计算,并从理论上分析了该等值方法的效果与优势。在IEEE 39节点系统上对所提方法进行了验证,证明了所提方法的正确性和有效性,最后以华北电网为实例进行了外网等值简化,形成某一地区的短路计算用电网数据,大大降低了电网规模,能有效提高该地区短路电流计算的效率。     

基于潮流及短路计算的电力系统Ward等值实现方法

对电力系统进行电磁暂态计算,需搭建原系统的等值模型。在电力市场环境下,由于商业机密,相关从业人员可能不具有电力系统外部网络信息,或不具备对大型电力系统进行等值的软件模块,这给工程计算带来了困难。针对这一问题,提出一种基于潮流和短路计算的电力系统Ward等值实现方法。首先将内部网络流向边界节点的电流作为边界节点的等效注入电流,进而对边界节点进行短路电流计算,获得相应的短路电流和节点电压,最后通过节点电压方程求解等值系统参数。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性。     

机电-电磁暂态混合仿真复合非对称故障计算方法

为了提高机电-电磁暂态混合仿真对机电侧非对称故障的处理能力,进一步提升混合仿真对各类工况的适应性,本文提出了一种同时考虑机电侧非对称故障和电磁侧非对称故障的计算方法。首先提出了一种机电侧发生非对称故障后的机电侧故障仿真方法,该方法根据非对称故障的类型获取故障电路导纳矩阵,继而通过修改与故障节点相关的导纳元素,将故障电路导纳矩阵的叠加到原导纳矩阵中获得故障后的导纳矩阵,并通过求解网络方程获得故障后的网络解。然后根据线性电路叠加定理,提出了接口节点戴维南等值电势的计算方法。为减少电磁侧的建模量,采用接口正序等值导纳进行戴维南电势向诺顿等值电流的转化。最后结合含有一回直流线路的IEEE39节点系统的基于PSCAD+C架构的机电-电磁暂态混合仿真平台,验证了所提方法的精度和有效性。     

基于PSASP短路计算的外网实用等值方法*

当使用ATP-EMTP软件对大型区域电网的局部线路进行电磁暂态仿真时,受到仿真软件规模的限制,需要将区域电网划分为内部系统和外部系统,对外部系统进行等值简化。文中为简化原系统并保留原系统的短路电流特性,提出了一种基于电力系统分析综合程序(PSASP)短路计算的实用等值方法。采用该等值方法完成了西北电网2017年夏季大运行方式下的等值简化,并在ATP-EMTP软件中搭建了新疆乌鲁木齐简化电网的电磁暂态模型。通过比较等值前后系统的潮流分布和短路电流水平,验证了所提等值方法的正确性和可行性。     

计及直流控制特性的混合多馈入直流系统交互作用因子计算方法

为评估混合多馈入直流(hybridmulti-infeedhigh voltagedirectcurrent,HMIDC)系统各换流站间的电压交互作用,提出计及直流控制方式影响的HMIDC系统交互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)计算方法。首先,基于电力网络方程,构建小扰动下表征直流系统控制响应特性的直流附加等值运行导纳矩阵;然后,分别推导小扰动条件下VSC-HVDC和LCC-HVDC不同控制方式的直流附加等值运行导纳,提出直流附加等值运行导纳矩阵的计算方法;其次,采用直流附加等值运行导纳矩阵修正原交流系统节点导纳矩阵,获得等值节点阻抗矩阵,进而提出基于等值节点阻抗比的HMIDC系统MIIF指标计算方法;最后,基于PSCAD/EMTDC构建混合双馈入直流系统,验证了计及直流控制特性的HMIDC系统MIIF指标计算方法的有效性,并分析了VSC-HVDC无功出力和交流系统等值阻抗对MIIF指标的影响。     

计及线间互感的两回输电线路交叉跨越故障的短路电流计算方法

对于计及线间互感的两回输电线路,现有故障分析方法对于不同类型故障,大多要构建不同的复合序网,工作量太大且难以排错。为此,本文提出一种计及线间互感的两回输电线路短路电流计算方法。以故障相关线路的阻抗以及两端的节点阻抗矩阵作为输入,通过添加树支或连支对原节点阻抗矩阵进行参数修正或扩维,以处理线间互感或添加故障节点,进而构建两回输电线路在故障节点处的序网络方程。针对两回输电线路,给出构建故障边界条件矩阵的通用方法,并利用相序转换变换为各序网下的故障边界条件矩阵,联立序网络方程矩阵求解故障各端口的电压和电流。最后,利用PSCAD/EMTDC构建电网故障仿真模型,仿真结果验证了该方法的正确性。     

适用于潮流分析的改进网络等值建模方法研究

Ward等值法作为一种重要的等值建模方法，在电力系统分析计算中得到广泛应用。实际应用Ward等值时会出现2个问题：一是求解等值方程时如何提取电网数据计算等值导纳矩阵和等值电源；二是等值误差问题，包括等值过程中产生的误差以及系统运行状态改变时产生的误差。为此提出一种适用于潮流分析的改进等值建模方法，针对等值方程求解中存在数据提取问题，提出一种基于PSCAD中的PSD-SCCP短路故障分析功能求解等值电源和导纳矩阵的方法，实现在PSCAD中对大电网建模；针对常规等值在系统工况发生变化时的误差问题，研究一种用电压源串联阻抗的形式建模修正误差的办法，使等值系统潮流发生变化时与完整系统的PV节点发生相同响应，通过算例验证了方法的有效性。     

哈密—重庆±800kV特高压直流受端系统等值研究

使用PSCAD/EMTDC 软件对电力系统进行电磁暂态仿真时,需将实际电网分为内部系统、外部系统和边界系统3部分,并对外部系统进行等值简化。本文提出了一种用于电力系统相邻节点需要同时等值且存在耦合关系的潮流等值方法,有效地克服了传统方法的不足,并结合重庆电网的实际网络结构,确立了发电机组、负荷、交流通道、线路的等值方案。通过实例比较等值前后电网潮流分布、重要母线短路电流及系统暂态行为变化等情况,结果证明了所提等值方案的合理性及简化系统的工程实用性。     

基于补偿法的快速短路电流算法

提出一种基于戴维南定理和补偿法的快速短路电流计算方法,算法中采用补偿法在故障端口引入补偿电流,以此来模拟节点短路故障对原网络的影响。该方法无需修改节点导纳矩阵,仍采用故障前的导纳矩阵来解算网络的状态,可达到求解整个网络的目的。与通用算法相比,既能计算各种类型的短路故障,又节省了求解故障后导纳矩阵的时间。计算结果表明,该...     

多馈入交直流系统的多端口简化方法

在对直流输电系统进行动态性能测试与计算过电压特性时,需采用电磁暂态计算模式,这就面临着交流系统简化的问题。由于只要保证扰动发生短期内的动态响应,因此提出采用多端口戴维南等值结构简化原大电网的方法。根据暂态稳定仿真得到的多馈入相互作用因子与短路电流计算,可以辨识简化系统的节点阻抗矩阵,根据对应于阻抗矩阵的导纳矩阵,求解等值结构中未知的线路与电源阻抗参数;用二次规划的方法使等值系统逼近原系统的潮流,可以得到多端口等值系统。以浙江电网2019年规划数据为例进行交流系统的简化,仿真比较了等值系统与简化系统的动态响应,验证了所提多端口简化方法的有效性。     

电力系统外网动态等值方法研究

面向大型互联电网暂态稳定计算,提高外网动态等值的准确性,建立了一种基于轨迹灵敏度方法在常规EPRIE’等值边界注入修正功率的混合等值模型.分析过程中根据已知同调发电机群划分的外网进行EPRI E＇等值,以等值模型边界节点电压与原型系统实测值误差最小为控制目标,采用电压轨迹灵敏度方法求取边界功率补偿量,得到在EPRI E＇等值边界实时注入修正功率,实现等值与实测间的误差最小化.PSCAD/EMTDC仿真下,基于新英格兰测试系统建立了混合外网等值模型,并在内网节点设置三相短路故障,仿真结果表明,使用改进的EPRI E’混合等值模型,内网发电机功角与电压波动响应曲线精确度都有明显提高.     

互联电网的多端等值方法及其误差分析

为满足含多馈入直流的交直流电力系统等值分析需要,提出了多端等值法。对等值过程中可能出现的误差进行了分类和分析,揭示了多端等值法的2类非线性误差产生机理：系统状态量变化可引起非线性误差和外网注入功率变化可引起非线性误差。提出了减小误差的改进方案,并在广东电网等值分析中得到应用。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了等值模型,对等值前后系统进行了潮流和短路计算对比分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑平衡节点无功约束的潮流算法

从交流功率网络性质和电力系统网络参数结构2方面分析了常规潮流算法中需要选择基准节点和平衡节点的原因。根据连续潮流计算中发电机无功约束出现的节点类型转换现象,提出了通过转换平衡节点类型来解决平衡机无功约束的潮流算法。通过对负荷节点功率变动态导纳处理,解决了电力系统天网性质造成的节点导纳矩阵病态问题,弥补了常规潮流算法的不足,反映了节点电压是由所有节点注入功率共同维持的客观事实。IEEE多个算例验证了所提算法的正确性和合理性。     

含逆变型分布式电源的不平衡配电网短路电流计算方法研究

逆变型分布式电源（IBDG）的输出由其控制策略决定而具有很强的非线性,使传统配电网的短路电流计算方法不再适用,而配电网的不对称更是进一步增加了其短路计算的难度。根据对称分量法推导出不平衡配电网的故障点各序电流,提出一种基于序网络迭代修正的不平衡配电网短路电流计算方法,在每一次迭代中,根据当前节点各序电压分别修正IBDG的输出电流和各不对称元件补偿电流源的输出电流,利用节点电压方程得到新的节点各序电压和故障点各序电流,直到满足收敛条件。最后,基于PSCAD/EMTDC对含IBDG不平衡配电网的进行了仿真计算,验证了所提方法的准确性和有效性。     

计及电流潮流控制器的直流电网潮流计算

电流潮流控制器(Current Flow Controller,CFC)可以增加直流电网潮流控制自由度,实现直流电网潮流优化分布,但也使得原始潮流算法对于加装控制器后的直流电网不再完全适用.基于等效功率注入模型和联立求解法,文中提出了一种特定潮流控制目标下,计及CFC的直流电网潮流算法.将CFC对被控支路潮流的调配作用...     

高压大容量直流变压器模块化离散解耦等效建模方法

高压大容量直流变压器是直流电网的重要设备,在可再生能源汇集与直流系统互联等能量变换环节中具有关键作用。为了在降低建模复杂度的同时保留详细模型的所有电气特性,文中提出了一种模块化离散解耦等效建模方法,以实现高压大容量直流变压器的快速电磁暂态仿真分析。该方法通过引入受控源传递二次信息以实现直流变压器子模块外部端口与内部端口的离散解耦,从而将系统中的高维度节点导纳矩阵转换为多个低维度的子系统进行同时求解以实现仿真提速。所提出的等效模型不仅建模方法简单且保留了详细模型所有电气特性,同时可以准确地仿真直流变压器系统的暂态、稳态特性及一些特殊的运行工况,包括:预充电、直流短路故障及传输功率反转等,并显著地缩短了仿真时间、提高了仿真效率。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真分析验证了所提出的建模方法的正确性与有效性。     

风电多端柔性直流并网系统交流送出线故障短路电流解析

随着海上风电的发展和区域风电装机容量的增大,规模化新能源电源通过多端柔性直流(MMC-MTDC)并网成为风电并网的一种趋势.然而,考虑MMC-MTDC和永磁风机构成的多换流器系统协调故障穿越及其故障特征解析尚未得到有效解决,亟待针对性研究.文中首先对传统风电MMC-MTDC并网系统故障穿越策略进行优化,给出了可行的穿越策略.进而结合多个换流器各自故障的解析,利用换流器与永磁风机换流器之间功率传输平衡原则,提出了能够全面反映风电MMC-MTDC并网系统交流故障特征的稳态短路电流解析表达式,解决了多换流器级联故障特征难以解析的问题.最后,基于实际工程参数在PSCAD/EMTDC仿真平台进行建模,仿真结果验证了所提故障穿越控制的有效性和稳态短路电流计算式的正确性.     

REI等值法用于多节点配电系统 短路电流计算的研究

Applying the part hoed equivalent equation to power networks spread REI(Radial Equivalent Independent) network is researched.The application of REI(Radial Equivalent Independent) method to calculating short-circuit fault current of distribution system is presented in this paper,The power supply of external system is equivalently linked up boundry node.The boundary nodes is included in reserred node.The active node of original external system network is changed into passive node of equivalent network. The mathematical model for short-circuit fault current of distribution system is simplified.The calculation program of short-circuit fault current is more simple and direct and more practical.The precision of calculation is obviously risen.