高压直流输电送端孤岛运行附加频率控制器设计

高压直流输电系统在孤岛运行方式下,由于缺少负荷的频率调节效应,交、直流系统的扰动极易造成送端系统频率的不稳定。采用TLS-ESPRIT算法辨识出某实际电网系统的传递函数,并根据根轨迹校正原则设计了一种直流系统附加频率控制器,利用直流输电系统功率的快速可控性,来稳定送端系统频率。同时,设计了传统比例积分控制器与所提控制器进行比较。在PSCAD/EMTDC中仿真结果表明,所设计的频率附加控制器可以有效地提高孤岛系统的频率稳定性。     

高压直流输电新技术在天广直流工程中的应用

结合近几年来直流输电技术的发展以及我国葛上直流工程地运行经验，对天广直流工程采用的９０年代新技术作一介绍，可为三峡工程泊建设提供参考。     

中蒙直流输电工程送端孤岛频率控制问题

蒙古煤电资源通过中蒙直流输电工程直接送往我国华北电网京津唐负荷中心地区,直流输电系统送端采用"孤岛"运行方式。针对直流系统故障、受端地区交流系统故障后出现的送端频率快速上升问题,研究了利用安全稳定控制系统、机组高周切机保护、直流频率控制解决送端系统频率问题的有效性,并提出上述措施间协调配合的控制方案。仿真分析表明,利用综合控制手段能够较好地解决送端系统频率稳定问题,提高系统的稳定性。     

超高压直流输电技术稳定性调查

高压直流输电线路稳定性如何?由国际电力咨询研究机构(CIGRE)收集的数据可以给出部分答案。     

西电东送纯直流输电方案研究

2015年后全国联网格局将逐步形成,届时,全国电网将分为四个同步电网,即东部电网、中部电网、南方电网及西北电网.对于远距离(超过1000km)、大容量(超过50GW)的西电东送工程,如果采用纯直流输电方案,将会出现多条直流线路同时落点于同一交流系统的情况,这对交流系统的安全稳定运行有一定影响.文章以2030年为水平年,分析了在不同直流和交流系统故障情况下各同步电网的稳定性,并对多直流落点系统中各直流线路的恢复特性进行了研究.分析结果表明,西电东送工程采用纯直流输电方案在技术上是可行的.     

高压直流输电模拟装置的作用

总结了葛南双极直流输电系统全部投入运行10年来,中国电力科学研究院的高压直流仿真装置为该输电线路服务的情况,并提出了充分利用直流输电工程的控制,保护系统设备进行仿真的建议,以期合理使用国家的有限资源,获得最大的经济效益。     

云广特高压直流输电工程送端孤岛频率控制分析

直流工程用于远离主干网架的水电站或火电厂的电力送出时,送端交流系统形成相对独立的“孤岛”。利用实时数字仿真器和控制保护系统SIMATIC TDC,对云南-广东特高压直流工程孤岛运行方式下的直流频率控制功能进行了仿真分析。针对在仿真过程中发现的频率控制功能所存在的缺陷进行了分析,提出了改进措施,并通过仿真验证了改进措施的有效性。     

前苏联的高压直流输电

作者根据在前苏联工作期间掌握的资料,全面介绍其高压直流输电情况,包括历史概况,已有的4个直流输电工程,从事直流输电技术研究的科研机构,直流输电的教学情况,对采用直流方式远距离输送大功率的两种不同的观点,以及苏联专家看中国的直流输电技术等内容。     

三峡至常州±500 kV高压直流输电工程简介

三峡向华东地区送电采用Ｌ５００ ｋＶ直流输电方式,第１回路由宜昌龙泉换流站至常州政平换流站,本工程还实现了华东电网与华中电网的联合,调节水、火电量,挥时差错峰效益,并有力地促进了全国联网的进程。文中简介该回路直流输电工程的初步设计预备阶段的情况、取得的初步成果和发展趋向。     

Frequency Stability of Isolated Hydropower Plant with Surge Tank Under Different Turbine Control Modes

Currently, the Thoma criterion is often violated to diminish the cross-section of the surge tank; therefore, the surge fluctuation is aggravated and the frequency stability becomes more deteriorative. The focus of this article is on stabilizing the low-frequency oscillation of an isolated hydropower plant caused by surge fluctuation. From a new perspective of hydropower plant operation mode, frequency stability under power control is investigated and compared with frequency control by adopting the Hurwitz criterion and numerical simulation. In a theoretical derivation, the governor equations of frequency control and power control are introduced to the mathematical model. For numerical simulation, a governor model with a control mode switch-over function is built. The frequency oscillations under frequency control, power control, and control mode switch-over are simulated and investigated, respectively, with different governor parameters and operation cases. The result shows that the power control has a better performance on frequency stability at the expense of rapidity compared with the frequency control. Other recommendations regarding worst operation cases and choice of control modes are also developed.     

HVDC送端孤岛运行方式的附加控制策略

直流工程用于远离主干网架的水电站或火电厂的电力送出时，送端交流系统形成相对独立的“孤岛”。在这种运行方式下，在交流系统有扰动时常规定功率或定电流控制方式有可能引起系统功率的持续不平衡，进而导致交、直流系统稳定运行的破坏。提出了一种附加控制策略，该附加控制策略根据系统频率的变化改变直流系统的功率或电流指令，从而实现系统功率的平衡。采用实时数字仿真器对该附加控制策略进行了验证，仿真结果表明，该附加控制策略可以明显增强系统的稳定性。     

计及频率耦合特性的LCC-HVDC送端系统阻抗建模与稳定性分析

随着双馈风电和高压直流输电(high-voltage direct-current,HVDC)在电力系统中的比例越来越大,电网换相换流器型HVDC(line-commutated converter based HVDC,LCC-HVDC)与双馈风电场、弱电网互联时会存在交互稳定问题,且振荡频率会呈现频率耦合特征。针对LCC-HVDC整流站存在的频率耦合现象,采用3-D傅里叶变换建立阻抗模型,分析LCC产生频率耦合现象的机理,进行各个影响因素对LCC频率耦合程度的敏感性分析。最后,研究频率耦合特性对LCC整流站、双馈风场、弱电网互联系统稳定性分析的影响,并通过时域仿真验证所得结论。     

Time Response of the Frequency of Hydroelectric Generator Unit with Surge Tank Under Isolated Operation Based on Turbine Regulating Modes

Aiming at studying the regulation quality of isolated turbine regulating systems under load disturbance and different regulation modes, the complete mathematical model of a turbine regulating system under three regulation modes is established. Then, based on dominant poles and null points, the method of order reduction for a high-order system of time response of the frequency is proposed. By this method, the complete high-order systems are solved and the regulation quality for time response of the frequency is studied. The results indicate that (1) the tail wave, which is the main body of time response of the frequency and the principal factor that determines the regulation quality, is mainly determined by the dominant poles; (2) for the three regulation modes, by deleting the high-order terms, the three equivalent overall transfer functions are fourth order, third order, and third order, respectively, and can be solved; (3) the analytical fluctuation equations of time response of the frequency solved from low-order equivalent overall transfer functions accurately simulate the fluctuation characteristics of time response; and (4) based on damped vibrations decomposed from analytical fluctuation equations, the regulation qualities of three regulation modes are analyzed.     

HVDC系统送端孤岛下谐波不稳定对策探讨

各次谐波能够在换流器交、直流侧来回传递,可能诱发系统的潜在不稳定,造成电流、电压畸变,最终导致HVDC(high voltage direct current)系统运行困难。分析表明一旦系统存在谐波不稳定的风险,就必须提出相应的对策。文中以特高压直流和同塔双回HVDC输电系统为例,建立电磁暂态模型,对可能发生谐波不稳定的运行方式进行了分析探讨,提出采用直流降压运行的策略来缓解低次谐波谐振的程度,并基于滑模变结构控制策略设计了励磁电压附加控制器以抑制谐波进一步放大,从而维持电压的稳定。分析结果表明,这两种对策都能够有效解决谐波不稳定问题。     

含自备电厂的钢铁企业孤网频率稳定控制策略

介绍了钢铁企业供电系统的结构特性,建立了自备电厂火电机组调速系统模型和负荷模型,其中负荷模型分为常规负荷模型和冲击负荷模型。针对孤网运行方式,提出了一种自适应频率稳定控制策略：实时监测系统运行状态和频率,并根据频率范围采取相应的控制措施。通过对自备电厂一次调频参数、二次调频控制等方面的研究,改善了孤网系统应对冲击负荷等小扰动的调节能力;通过实施可靠的就地低频减载（under frequency load shedding,UFLS）控制,可有效应对发生大扰动导致频率严重下降的紧急情况。仿真结果显示,所提出的控制策略能够保证孤网系统频率的稳定性。     

水电孤岛直流送出系统的频率稳定性研究

在考虑尾水管水压脉动的线性水轮机模型的基础上进行改进,设计了一种谐振函数来模拟尾水管的实际脉动情况,并建立了既考虑尾水管水压脉动又考虑弹性水柱的水轮机模型。采用时域仿真方法,验证了水轮机模型的准确性并分析了水力系统参数、调速器参数对送端孤岛直流送出系统频率振荡的影响。仿真结果表明,水力启动时间T_w、调速器参数K_D对送端孤岛系统的频率振荡影响较大,而弹性时间T_e对频率振荡的影响较小。在频率振荡的抑制方法方面,本文在原有的直流频率限制器模型的基础上进行改进,用二次低通滤波器代替一次滤波器并重新调整PI参数。由仿真图形可知,改进后的直流频率限制器抑制效果良好,可将送端频率有效地抑制在50Hz左右。     

高压直流输电系统送端谐波不稳定问题的判据

利用开关函数对换流器的调制作用进行了理论推导,从电路原理的角度对谐波通过直流换流器在交流侧和直流侧来回传递的全过程进行整体考虑,提出一种判断系统是否发生谐波不稳定的新判据。以糯扎渡—广东特高压直流输电系统为例,建立了电磁暂态模型,基于新判据进行频率扫描分析,并进行了故障仿真验证。研究结果表明,该判据能够很好地评估高压直流输电系统送端发生谐波不稳定的风险。