交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流 — 逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。     

基于交直流并联电力系统P-V曲线的电压稳定性分析

首先计算出交直流并联电力系统中电压与负荷之间的关系，通过仿真得出直流系统中的可控变量如换流变压器变比，逆变器熄弧角等给定控制值变化时的P-V关系曲线，着重分析这些可控变量对电压稳定性的影响。     

电网连接强度对交、直流混联系统静态电压稳定影响的研究

为了研究交、直流混联系统中局部电网的电气连接强度对受端交流系统换流母线静态电压稳定性的影响,以南方电网作为研究模型,利用BPA(Bonneville Power Administration)软件进行受端交流系统电压稳定的实例仿真,对南方电网内部不同局部电网的电气连接强度对受端交流系统电压稳定的影响进行分析,得出结论:...     

考虑交流系统负荷模型的直流输电系统特性分析

研究了交流系统负荷对交直流系统运行特性的影响。给出了最大功率曲线法所决定的最大可送功率。同时,讨论了系统临界短路比的求解方法并据此说明了交流系统负荷对系统强度的影响。详细分析了异步电动机等效阻抗与机端电压的关系。通过电压稳定指标分析了交流系统负荷对换流母线电压静态稳定性的影响,并且给出了临界传输功率和临界电压的求解方法。通过一实际算例,说明了交流系统负荷分别为恒定阻抗和异步电动机时,直流功率输送特性和电压稳定性的差异。讨论了直流输电系统功率输送极限的限制因素,据此明确了如何求解直流功率的输送极限。     

多馈入直流系统换流母线动态电压稳定性分析

直流输电系统中换流器运行时消耗大量的无功功率,致使逆变侧的电压稳定问题最为突出,若所联交流系统强度较弱,则电压稳定问题更为严重。近年来,国内直流输电系统陆续投产,直流系统间的相互作用使得多馈入直流系统的电压稳定性更为复杂,仅研究单条直流系统的电压稳定性已无法满足工程实际需求。以两馈入直流系统模型为例,研究换流母线补偿的无功大小、直流间耦合程度、以及多馈入短路比大小对多馈入直流系统换流母线电压稳定性的影响。NETOMAC仿真结果表明,在多馈入直流系统中,在一定范围内增大换流母线无功功率补偿、减小直流系统间电气距离、增大所联系统多馈入短路比均对动态电压稳定有利。     

交直流互联系统换流母线动态电压稳定判据

交直流系统之间的相互作用,尤其是与弱交流系统连接时,会带来电压不稳定、动态不稳定等一系列问题。受端系统为弱系统时,换流站交流母线的电压稳定性成为困扰直流输电系统正常运行的一个重要问题。在以往研究的基础上,提出了一种判断交直流互联系统逆变站换流母线动态电压稳定性的判据,该判据简单且判断速度较快。利用BPA仿真软件,对两端直流系统（以下简称2DC系统）直流闭锁故障时的换流母线动态电压稳定性进行了分析,研究结果验证了判据的有效性和合理性。     

联于弱交流系统的HVDC系统稳定性分析

受端系统为弱系统时，高压直流系统很容易引起换流站交流母线的电压不稳定现象。评价3种判别交直流系统电压稳定性方法的优缺点，并应用电力系统电磁暂态仿真软件EMTDC对CIGRE高压直流系统模型进行了仿真研究。研究结果表明，换流结合适的无功补偿及直流控制方式有利于系统电压的稳定。     

并直流并联系统动态电压稳定性评估的模型及算法

本文建立了用于交直流并联系统动态电压稳定性评估的数学模型,该模型计及了发电机、动态负荷、有载周计变压器及ＨＶＤＣ等元件的动态特性采用地对一多机交直流并联电力系统进行分析与计算,并利用相关因子进行功角失稳与电压失稳的鉴别,得出了一些初步结论。     

连接弱交流系统的高压直流换流站无功补偿协调控制策略

在馈入端交流系统强度较弱、直流传输功率频繁波动的高压直流系统中,换流站无功补偿设备的协调控制对改善换流母线电压的稳定性具有重要意义。提出了一种基于静态同步补偿器(STATCOM)和电容器组相互协调的多模式协调控制策略,主要包括换流母线电压无静差跟踪额定电压的稳态调压模式、换流站参与近区交流系统电压调节的自动电压控制(AVC)模式,以及换流母线发生短路故障时抑制电压波动与换相失败的暂态控制模式。基于实际工程参数,在电磁暂态仿真软件(PSCAD)建立了±800kV酒泉—湖南特高压直流输电系统仿真模型,并在直流功率波动、AVC中心下发指令电压和馈入交流系统短路故障等多种工况下对该多模式控制策略的性能进行了仿真验证。仿真结果论证了所提出的换流站无功补偿设备协调控制策略的合理性和有效性。     

天广交直流系统并联运行的稳定控制

研究了天广交直流系统并联运行的系统稳定性，介绍了天广直流系统的稳定控制功能以及天广交直流系统并联运行的紧密控制措施。研究表明天广交直流系统并联运行具有较大的输电能力和较好的稳定性。将直流系统自身的稳定控制功能和辅助的交流系统安全稳定装置适当地结合起来使用，可以有效地控制和减小系统单一元件或多元件故障对系统的冲击，改善交直流并联系统运行的稳定性。     

单相重合时序对特高压交直流并联系统暂稳影响的机理分析

重合闸时序对特高压交直流并联系统暂态稳定性有较大的影响,为探讨其内在机理,构造了单机特高压交直流并联输电无穷大系统,采用开关函数法推导出直流系统的等值交流阻抗,得到了系统电磁功率的解析表达式.通过分析一回交流线路发生单相永久接地故障、故障相跳闸、故障相重合于永久故障、三相跳闸的整个过程中发电机的功角变化特性,利用等面积法则从机理上阐述了重合时序对系统功角稳定性的影响.提出了单相重合时序设置判据,即使系统等值阻抗较小的一侧首先重合,以期减小系统的加速面积,提高并联系统的暂态功角稳定性.在单机特高压交直流并联无穷大系统和2010年南方电网中,对该判据的正确性和有效性进行了仿真验证.     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

交直流并联输电系统实用动态安全域研究

通过改变发电机节点有功功率、电压幅值以及负荷节点有功功率、无功功率可得到满足暂态功角稳定性的临界点.在给定事故、直流功率及控制方式下,交直流并联输电系统的保证暂态功角稳定性的实用动态安全域边界,由描述各节点有功功率及无功功率或电压幅值（对应于发电机节点）上、下限的垂直于坐标轴的平面和极少数几个分别对应于不同失稳模式的临界点的超平面（简称为临界面）围成.在相同故障、失稳模式、直流控制方式下,分别对应于不同直流功率的临界面间具有近似平行性,并且它们的空间几何距离与直流功率的改变量成正比.因此直流功率可以作为临界面方程的一个有功功率变量.通过观察拟合得到的临界面方程系数可以看出,临界群中各节点的有功功率、发电机节点的电压幅值的变化将显著影响系统的暂态功角稳定性,而负荷节点的无功功率变化对系统的暂态功角稳定性影响很小.     

AC/DC并联输电系统大扰动短期电压稳定PDSR

通过对典型交直流并联输电系统的仿真研究发现,在给定事故、直流功率及控制方式下,在发电机节点有功功率和电压幅值、负荷节点有功和无功功率以及直流传输有功功率的决策空间上,保证交直流并联输电系统大扰动短期电压稳定性的实用动态安全域(practical dynamic security regions,PDSR),在较大范围内仍可由描述各节点注入上、下限的垂直于坐标轴的平面、极少数几个分别对应于不同失稳模态的描述大扰动短期电压稳定性的临界超平面和平衡节点所对应的约束面围成。同时发现:当采用整流侧定电流和逆变侧定电压控制方式时,或者低压限流器的参数VL取值较大时,PDSR将扩大;当直流传输功率的不同、直流定功率控制(功率值不变)测控点选择不同和负荷中感应电动机所占的比例不同时,PDSR临界超平面具有平移性质。     

交直流并联电网中直流功率紧急控制影响及优化研究

直流功率紧急控制可以提高故障后系统的暂态稳定水平,广域测量系统(WAMS)的快速发展为实现大电网交直流协调控制提供了技术前提。基于扩展等面积准则(EEAC)介绍了直流功率紧急控制提高系统暂态稳定性的机理,针对交直流并联电网中直流功率紧急控制造成的送受端电网不平衡功率通过交流通道形成的反馈可能导致某些关键断面潮流加重、恶化系统失稳模式的问题,认为交流控制措施(切机、切负荷)和直流功率紧急控制措施存在协调的空间。为评价交直流协调控制效果,建立了交直流协调优化控制的数学模型,将该协调问题转换为以控制代价最小为目标的优化问题。通过实际系统的仿真算例验证了交直流协调优化的必要性。     

运用特征值法确定交直流系统电压失稳区

直流输电可以对其功率快速地进行调节,从而提高与直流系统相连接的交流系统的稳定性,所以交直流系统在国内外应用得越来越多,而研究如何定量地分析交直流系统的电压稳定性成为了当前比较迫切需要解决的问题。该文结合交直流系统的特点,采用改进的牛顿法求解交直流系统的潮流,在得到收敛潮流的最小特征值及其左右特征向量后,计算出各节点的参与因子,并以参与因子为依据,采用特征值法对在一定直流控制方式下的交直流系统进行电压稳定性分析,找出交直流系统的电压易失稳区,从而为采取相关措施提高整个交直流系统的电压稳定性提供有价值的参考依据。最后通过对一个9节点的交直流系统采用本文方法进行仿真计算,证明了本文所述方法的有效性和可行性。     

交直流并联电力系统动态电压稳定性分析

以特征分析法为基础,提出了鉴别电压失稳模式与功角失稳模式的新方法,并应用于多机交直流并联电力系统的动态电压稳定性分析,详细研究了直流输电系统运行方式及控制参数对动态电压稳定性的影响,验证了电压失稳模式鉴别方法的合理性。     

同步和异步联网系统直流受端电网电压支撑能力评估

在异步互联电网和交直流并联电网中研究了短路比系列指标与直流故障引起的受端交流电网稳态电压跌落之间的定量关系。结果表明在异步联网系统中,直流短路比指标能有效地定量指示出直流故障下交流电网的电压支撑能力,而在交直流并联电网中则不能。针对交直流并联电网,提出了改进短路比指标的思路和新指标。仿真结果表明,改进短路比指标能够有效地定量指示出交直流并联电网中直流闭锁引起的交流母线稳态电压跌落水平。     

基于分岔理论的负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响

为研究区域负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响,以3机9节点交直流混联电力系统为例,建立考虑系统各元件动态特性的数学模型,采用分岔理论与局部参数化的延拓法相结合的方法对系统的平衡解流形进行追踪,并对影响系统稳定的鞍结分岔点、霍普夫分岔点进行搜索和检测。在此基础上,针对不同负荷增长方式对电压稳定性的影响进行研究,重点分析比较国家电网各区域电网调度部门、规划部门所采用的负荷模型对电压稳定影响的异同。研究表明：以全网负荷同比增长方式增加负荷时系统静、动态负荷裕度最小,最不利于系统的稳定性;随着负荷模型中异步感应电动机比例的不断增加,分岔边界曲线前移,各类型分岔点出现时间缩短,系统的电压稳定裕度减小,电压稳定性将受到更大的威胁。