基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

保护用电子式电流互感器暂态特性试验关键技术及装置研制

电流互感器的暂态特性是影响继保装置、关系到系统安全稳定的关键因素,其暂态特性及试验方法的研究对电网的保护控制和安全稳定运行具有重要的意义。为此对电力系统一次短路电流进行了理论分析,将其周期分量和非周期分量进行分解,并建立了理论数学模型。对现有试验技术存在的问题进行分析,提出基于不同时间尺度的模块化组合式试验技术,完成保护用电流互感器暂态试验电源的研制,并提供保护用电流互感器暂态特性试验的整体解决方案。试验结果表明:提出的保护用电流互感器暂态特性试验方法及检测系统,大幅度减小试验电源容量,实现全工况和宽范围一次时间常数的故障大电流模拟输出,其性能指标满足保护用电流互感器的暂态特性试验要求。     

电子式电流互感器暂态误差的试验系统研究

概述了超、特高压电力系统中适用暂态保护用电子式电流互感器的必要性,介绍了TPE级电子式电流互感器及试验条件,给出了电子式电流互感器的暂态试验方法及试验系统,该试验系统已对多套110～800kV电子式互感器进行了暂态误差测试,满足国标及IEC标准对暂态误差试验的要求,通过和现有的电流互感器暂态误差测试系统比较,其最大峰值瞬时误差的差值小于0.5%。     

直流接地极线路用电流互感器暂态特性现场试验与分析

直流接地极线路用电流互感器的暂态阶跃特性及其现场试验方法对系统控制保护和故障检测定位等具有重要意义。为此结合接地极系统实际，提出一种带电运行中人工短路与停电下阶跃响应特性的组合现场试验方案。首先，在接地极系统带电运行情况下，通过人工短路故障验证互感器暂态传变特性对保护的适应性。然后，开展了直流电流互感器阶跃响应现场同步闭环测试系统研制，通过模块化并联和内置式标准波形溯源调节方法提升阶跃电流源输出准确度，其输出参数为：阶跃幅值0～600 A可调，上升时间≤30μs，脉宽最大为100 ms。依托该试验系统，在富宁换流站对接地极直流电流互感器的阶跃响应时间、上升时间和延迟时间等参数进行了测试。结果表明，该方法可有效评估接地极直流电流互感器阶跃响应特性。     

直流输电工程直流电流互感器现场暂态校验技术

随着直流输电工程建设的不断推进,直流电流互感器的现场校验技术逐渐成为直流输电领域的一大研究热点。针对目前直流电流互感器现场暂态性能校验技术的研究空白,分析了现有直流电流互感器的工作原理及其现场校验方法,研制了一套基于信号回采和预畸调节的便携式直流电流互感器现场暂态校验系统。该系统通过修正产生接近于仿真信号的阶跃大电流,其500 kHz的高速发送和采集模块保障了暂态过程采样与波形还原的准确性。利用该测试系统,在苏南UPFC工程实现了国内首次直流电流互感器的现场暂态性能试验。对极线和阀出口侧互感器的上升时间、最大过冲和暂态延时进行了测试,试验结果为直流电流互感器的暂态性能评估提供了依据。该技术在直流电流互感器现场校验中具有重要的推广意义。     

高压直流电流互感器阶跃响应试验技术研究

由于高压直流电流互感器的暂态特性试验缺少相应检测设备,导致该试验无法正常开展。设计了一种阶跃响应试验电源,利用IGBT开关的高速切断能力,通过支路切换方式,模拟试验所需的阶跃方波电流。对电源系统进行关键参数设计和仿真,依据仿真结果对试验电路进行了改进,进一步提高电路的安全性和稳定性。以阶跃响应试验电源、标准互感器和被测试互感器为主搭建了试验平台。试验结果表明,整个测试系统能够满足直流互感器暂态试验所需的试验条件。     

特高压直流电流互感器阶跃特性分析及测试方法

介绍了电子式直流电流互感器的原理架构、暂态阶跃响应特性及其影响环节,提出了一种基于闭环校验的直流电流互感器暂态阶跃响应测试方法,通过多项式拟合计算出阶跃响应延时时间等关键指标.并利用开发的暂态阶跃响应时间测试系统,对电子式互感器暂态延时进行了现场测试验证,证明该方案可行.     

一种直流电流互感器阶跃响应校验系统

为了实现直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数的校验,提高直流互感器的暂态特性试验能力,在分析直流互感器稳态校验技术和暂态阶跃响应校验特性的基础上,研制了一种基于重采样技术和LabVIEW测量技术的直流电流互感器的阶跃响应校验系统。在实验室对全光纤电子式直流电流互感器阶跃响应特性进行试验,试验结果表明该校验装置能够准确测量直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数,有效提高对直流互感器性能的甄别能力。     

一种电流互感器仿真分析平台构建方法

电流互感器暂态饱和特性及其对差动保护的影响研究是工程现场亟待解决的难题。介绍了一种电流互感器暂态饱和特性仿真分析平台。该平台可根据实际分析需要,灵活组态构建一次系统运行场景,模拟不同形式的电力系统复杂暂态过程。通过选配所开发的不同类型电流互感器(P级、PR级和TPY)的数字仿真模型,能够准确地模拟电流互感器的暂态饱和过程,实现电流互感器暂态特性及差动保护动作性能的分析评估。动模试验与现场应用实例验证了该平台的有效性与准确性。     

组合式暂态试验电源关键技术及实现

此处对现有试验技术存在的问题进行分析,提出基于不同时间尺度的模块化组合式试验技术,完成保护用电流互感器暂态试验电源的研制,并提供保护用电流互感器暂态特性试验的整体解决方案。试验结果表明,所提保护用电流互感器暂态特性试验方法及检测系统大幅度减小了试验电源容量,实现了全工况和宽范围初级时间常数的故障大电流模拟输出,其性能指标满足保护用电流互感器的暂态特性试验要求。     

Development of a WAMS based test platform for power system real time transient stability detection and control

The real-time transient stability detection and emergency control technology based on wide area response has become a hot research area in power system stability studies. Several different technologies have been proposed, but lots of problems remain to be solved before they can be applied in practice. A wide area measurement system (WAMS) based test platform is developed for transient stability detection and control. This platform can provide a real-time operation environment, which can effectively compare and analyze the validity and practicability of these transient stability detection technologies. According to the measured perturbed trajectories from the actual power system or the Real-Time Digital Simulators (RTDS), the platform can realize the assessment and visual result presentation of various responses from different transient instability detection technologies. The test platform can be applied to different power systems and it is convenient to embed new transient instability detection modules. The hardware and software structure, function modulus and engineering applications are presented. The application in actual power system shows that it has a good application perspective.     

Development of a WAMS based testplatform for power system real timetransient stability detection and control

The real-time transient stability detection and emergency control technology based on wide area response has become a hot research area in power system stability studies. Several different technologies have been proposed, but lots of problems remain to be solved before they can be applied in practice. A wide area measurement system (WAMS) based test platform is developed for transient stability detection and control. The design as well as main function modules of the platform are introduced. In addition, three generator power angle prediction methods and six response based transient instability detection technologies are given. Results of engineering application demonstrate that the developed test platform can provide a real-time operation environment, which can effectively compare and analyze the validity and practicability of these transient stability detection technologies. Based on the measured perturbed trajectories from actual power systems or the Real-Time Digital Simulators (RTDS), the platform can realize the assessment and visual result presentation of various responses from different transient instability detection technologies. The test platform can be applied to different power systems and it is convenient to embed new transient instability detection modules. Meanwhile some deficiencies and shortcomings in engineering application are pointed out and corresponding suggestions are given. In conclusion, the hardware and software structure, function modulus and engineering applications are presented. The application in actual power systems shows that it has a good application perspective.     

改进的DFIG与VSC-HVDC协调控制改善风电场 低电压穿越能力

经VSC-HVDC并网风电系统在风电场侧故障时,风电机组出口母线电压过低,极易引起风力机脱网。而双馈风力发电机(DFIG)传统的Crowbar技术在故障时将转子侧变流器(RSC)短接,使发电机定子侧失去了为电网提供无功的能力,风力机的低电压穿越能力较低。提出一种改进的DFIG模型,加入了主动式DC-Chopper,与传统的Crowbar相配合,降低Crowbar动作的概率,使得DFIG转子侧变流器可以控制定子侧在故障时期继续提供无功功率。并利用此改进的DFIG与VSC-HVDC协调控制,改善风电场侧母线电压水平。通过算例仿真表明,在严重故障时采用改进式DFIG的Crowbar仍未动作。从而大大降低Crowbar动作的概率,双馈风电机组RSC故障期间可以继续投入运行并为电网提供无功支持。完成故障期间DFIG两侧变流器与VSC-HVDC风电场侧变流器(WFVSC)之间的无功协调,使风电场具有更好的低电压穿越能力(Low Voltage Ride Though, LVRT)。     

一种基于DSP的电流互感器暂态特性测试电源的设计与实现

介绍了一种为电流互感器暂态特性测试提供测试信号的电源的软硬件设计。该电源的功率电路采用单相交直交变频方式;控制电路以TMS320F2812 DSP控制系统为核心;控制策略选择输出电压基波有效值反馈控制方式。实验结果表明,该电源能够满足工业现场对电流互感器暂态特性测试电源的技术要求。     

变耦电抗式可控串补动模试验研究

为了掌握变耦电抗式可控串补的实际特性,进行了动态模拟试验。以东北电网伊—冯500 kV输电系统为应用背景,建立了包括串补装置在内的整个系统的动态模拟装置,设计调试了具有多功能的控制系统,进行了电抗调节、功率调节、电抗跃变调节等基本特性试验以及暂稳控制和阻尼功率振荡试验,记录了各项调节性能曲线及调节过程中串补元件的电流电压波形。串补装置的稳态性能试验结果与理论分析结果相符,暂态性能良好,暂稳控制可进行“强补”,采用合适算法同样具有阻尼功率振荡的作用。     

考虑多控制环耦合的并网逆变器非线性建模及仿真分析

随着新能源发电技术的快速发展和电力电子化设备的规模化应用,电力电子化已成为新型电力系统的重要发展趋势。并网逆变器作为新能源接入电网的重要接口,其暂态稳定性对电力系统的稳定可靠运行尤为重要。并网逆变器具有多控制环耦合与强非线性的特征,因此建立其非线性数学模型是分析其暂态稳定性的重要基础。然而,已有的研究大多是基于小信号建模或只考虑单一控制环节的简化非线性建模,不能完全表征并网逆变器在大扰动条件下的暂态响应。因此,充分考虑并网逆变器多控制环耦合特性,建立其全阶非线性暂态模型,包含功率下垂控制环、锁相环,电压电流双闭环控制。为了便于模型应用,采用奇异摄动法推导了非线性降阶模型。利用Matlab/Simulink时域仿真和RT-Lab实时仿真,验证了全阶模型和降阶模型在小扰动和大扰动下的准确性。在非线性降阶模型的基础上进行线性化,并利用小信号方法分析了系统参数对稳定性的影响。所建立的并网逆变器非线性暂态模型具有较高的模型精度和实用性,可为电力电子化电力系统的暂态稳定性分析提供数学模型基础。     

小电流接地故障暂态方向保护原理研究

分析了小电流接地系统接地故障暂态零序电压电流特征。根据线路的相频特性将频率分为不同区段，论证了在一选定的低频区段内，所有健全线路分别可用一集中电容等效；在该选定频段内，故障线路暂态零序电流或无功功率方向与非故障线路相反。据此提出了检测暂态零序容性电流或无功功率方向的暂态方向保护算法。该方法灵敏度、可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。实际故障数据验证了该方法的正确性。     

Three-phase voltage-fed type PWM power converter via power factor control

Recently, the voltage-fed type PWM converters have been investigated for their ideal and inherent properties as a dc power source. However, the current control system generally used may be somewhat complicated due to dc voltage detection. We propose here a simple control system of the PWM converter using the power factor control in which dc voltage detection is not always needed. In this system, the dc voltage is given by the line voltage and the modulating index of the PWM converter. The principle of the PWM control system is shown at first. From the simplified circuit model and its phasor diagrams, some basic relations of the PWM converter system are obtained and some fundamental characteristics are shown. From these investigations, it is seen that the phase control region is restricted to a certain angle, which depends on the setting power factor, the modulating bypass index of the PWM and the load. Under the operating condition of unity power factor, it is given by ±π/4 for both the converting and inverting operations. The system can be operated over the all-control range of the modulating index by restricting the angle to this critical value for the angle over this control range. The ideal operating characteristics as a dc power source can be verified by some experimental results, including the operating waveforms of line current, the steady state characteristics and the transient response between both operations of the converter and inverter. In this system it is simple to construct the control circuit; it also has some inherent and excellent characteristics as a voltage fed type dc power source. This control system may be applicable to any types of PWM converter used today.     

基于同步仿真控制系统的广域测量系统现场检测方法

电网广域测量系统(WAMS)在电力系统动态分析及控制方面得到了广泛应用。为了提高WAMS运行的稳定性和可靠性,文中研究了WAMS的现场检测方法,根据WAMS的构成制定了WAMS现场检测内容,提出并研制了同步相控仿真装置及由多台该装置和仿真控制中心构成的同步仿真控制系统。利用该系统对WAMS的构成部分进行单点同步检测和多点同步检测,以评估WAMS的暂稳态性能及其应用功能。最后,通过现场检测和MATLAB建模仿真验证了WAMS现场检测方法的可行性及实用性。