统一潮流控制器工程中火灾报警系统的设计与应用

火灾报警系统的设计是及时发现火情,降低火灾损失的重要措施。南京西环网统一潮流控制器(UPFC)示范工程是我国第一个UPFC装置工程应用的案例。该工程中火灾报警系统的设计尚无工程经验可借鉴,是工程实施的难点之一。本文结合国内变电站及换流站火灾报警系统的设计经验,探讨了火灾自动报警系统的选择依据,重点分析了火灾报警探测器选型与布置方法以及火灾自动报警系统与排烟风机、控制保护系统和智能辅助系统的联动方法,提出了一种经济、可靠的火灾报警系统解决方案。     

基于RTDS的两类直流全过程详细仿真模型建模

摘要： 基于RTDS实时仿真系统,结合ABB和西门子2种类型直流控制保护程序特点,采用RTDS元件库组装以及CBuilder自定义建模相结合的方法,全面考虑与直流稳态和暂态响应相关的主要功能模块,建立了可模拟直流稳态和暂态响应的全过程详细仿真模型,并通过与实际控保装置稳态调节过程以及故障暂态过程下的比对校核,验证了直流全过程仿真模型的正确性。     

基于MMC的统一潮流控制器反演滑模控制策略

针对模块化多电平变流器（MMC）-统一潮流控制器（UPFC）潮流跟踪性能优化问题,提出了一种基于MMC-UPFC的反演滑模控制（BSC-SMC）非线性策略,它既保留了滑模控制（SMC）的抗干扰能力强等性能,也兼具反演控制（BSC）响应速度快等优点。首先,根据MMC-UPFC的拓扑结构,建立数学模型,分析它的内部特性;其次,详细论述了BSC控制的原理和设计过程,结合SMC控制,当系统参数变化时可提高系统的稳定性;然后,经过子模块均压控制,通过载波移相调制将信号传送给MMC;最后,搭建MMC-UPFC仿真系统进行仿真验证,将所提BSC-SMC控制策略与BSC控制、SMC控制、PID控制控制策略进行比较,验证了在2种不同工况下MMCUPFC的BSC-SMC控制策略的有效性和优越性。     

统一潮流控制器注入电压及串联换流器容量优化计算研究

目的  采用统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)技术提高电网关键断面输电能力主要是通过向系统注入一定的串联电压,进而转移目标线路的潮流。 方法  文章重点针对关键送电断面,按照功能将区域电网划分为送端电网、互联网络和内部网络,按照高斯消去法将系统网络等值成两通道恒功率交换系统。在此基础上,分别针对单机无穷大系统和恒功率交换系统,基于能量守恒原理,应用向量法给出了UPFC投入前后,UPFC支路和等效支路之间电压、功角、阻抗、有功关系向量图,并利用经典功率传递函数,推导了UPFC的优化串联容量以及注入电压的计算方法。 结果  该计算方法简单实用,尤其适用于系统规划设计研究阶段。 结论  将上述方法应用于深圳电网实例计算,并与PSCAD仿真结果进行对比分析,验证了上述方法的有效性和实用性。     

基于MATLAB的电子节气门控制器的建模与仿真

根据数学模型在Matlab/Simulink中建立了电子节气门控制器的仿真模型,分别采用普通PID和模糊PID两种控制策略实现了对节气门的控制仿真,并对仿真结果进行了比较分析。结果显示模糊PID控制具有超调量小、瞬态响应速度快、性能稳定等优点,并验证了该模型的可行性。     

含UPFC网络的潮流计算及稳态特性仿真分析

基于统一潮流控制器(UPFC)控制支路的节点功率解耦法,提出了扩展雅可比法的含UPFC电力网络的稳态潮流统一计算方法。通过对IEEE标准系统的仿真,表明了该方法具有很好的迭代效果和收敛性,同时定性地说明了UPFC多种参数控制模式对电网灵活的控制效果。     

UPFC非线性解耦控制

采用开关函数建模法建立了UPFC的数学模型,通过非线性变换提出一种UPFC的非线性解耦控制策略。为了验证UPFC及控制策略的有效性,用数字仿真软件包MATLAB建立仿真平台对UPFC的特性进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的控制策略可以快速、准确地响应电力系统的需求,有效实现有功功率和无功功率的解耦控制。     

基于MMC的三端柔性直流输电系统建模与仿真

研究了MMC的电路拓扑结构、运行特性以及充电原理,在PSCAD仿真平台上搭建了MMC在三端柔性直流输电系统中的模型。该三端系统由两个送端一个受端组成。两个送端均采用定有功功率和定交流电压的控制方式,受端采用定直流电压和定交流电压的控制方式。系统级控制器采用直流电压偏差控制。每个换流站都采用最近电平逼近调制方法控制模块投入与切除,采用排序的平衡控制原理均衡各子模块电容电压。对直流侧单极母线进行了接地故障仿真,并分析了对系统运行的影响。仿真结果同时验证了该模型的正确性,MMC能在三端柔性直流输电系统中稳定运行,各子模块电压波动较小,有功、无功控制量均能跟随控制目标,该模型所采用的控制策略的性能良好。     

基于遗传算法的UPFC模糊控制器研究

在统一潮流控制器(UPFC)基础上,提出一种基于遗传算法的模糊控制策略,通过优化模糊控制器的量化因子和比例因子优化隶属函数使系统响应具有很好的动态和稳态性能,利用MATLAB和PSCAD/EMTDC软件实现控制器设计.仿真结果表明,与传统PI控制相比,该设计方法能快速控制潮流,改善系统对故障的暂态响应过程.     

高精度燃气轮机控制器在回路的仿真研究

采用容积法建立了非迭代和模块化的燃气轮机实时模型,并提出其实时求解算法;同时还建立了通用的燃气轮机控制器在回路的实时仿真平台,并在PC机上获得了高精度实时时钟.基于该实时模型和平台,进行了高、低压压气机和涡轮共轴的燃气轮机起动、升降负荷和甩负荷仿真试验,并通过整定PID控制器参数获得了理想的燃气轮机动态响应特性.结果表明:该实时模型、算法和平台可满足高精度燃气轮机控制器在回路的仿真需要,具有工程应用价值.     

基于RTDS的风电场等值建模与验证分析

针对风电场运行条件复杂、运行工况动态变化导致风电场输出功率的分散性问题,采用数理统计方法对风电场外特性进行稳态等值,考虑到大型风电场所处地形复杂、机群分布不规则带来的风速差异性问题,以风电场内长时间尺度实测风速数据作为特征变量,采用改进动态聚类算法进行机群划分,进而基于风电场参数对等值机模型的参数进行聚合辨识。基于RTDS实时数字建模及仿真试验分析结果表明,建立的风电场等值模型能够准确地反映风电场在不同风速及电网侧短路故障下的动态特性,可用于含双馈风电机组风电场接入电力系统稳定性分析。     

UPFC对风电场稳定性影响的仿真研究

在风速变化过大或发生短路故障时,异步风力机的电压变化也大,馈入电网的有功也有较大变化,与系统交换的无功增加,超过了系统安全约束,导致风电场停运。UPFC可以控制电压和潮流,维持风电场电压,减少无功交换,提高风电场有功的输送极限,维持系统稳定。通过Matlab/Simulink建立仿真模型,对UPFC的作用进行了验证。     

基于RTDS的上海地区110 kV变压器 保护仿真建模研究

摘要： 针对上海地区110 kV电压等级变压器采用的Yy10特殊结构,阐述了基于Yy10变压器模型的变压器保护方案基本原理,推导了基于该原理的Yy10双绕组变压器的动作方程,提出了基于Yy10变压器的保护方案,对比了Yy10与Yd11不同连接组别的区别,建立了基于RTDS的变压器保护动模试验模型。仿真试验结果表明该Yy10变压器可以可靠地应用在上海电网中,并保证其安全稳定运行。     

用于风电场并网中无功电压调节的UPFC仿真分析

以笼式异步电机为基础的风力发电机组并网运行时需要吸收大量无功功率,如果不能提供充分的无功补偿,会导致风电场电压跌落,部分风机脱离,系统无法正常运行。而统一潮流控制器（UPFC）具有控制线路潮流,提高电网稳定的作用,可以应用于风电并网之中。针对上述问题,在某一风场内的变风速条件下,用软件MATLAB/simu link建立基于恒速恒频异步发电机的风电机组并网模型并仿真,通过分析仿真结果,对比应用UPFC进行无功补偿前后风电场及电网的运行状态变化,证明UPFC可以调节带有风电场的系统无功功率和电压,维持电网稳定运行。     

基于RTDS-PXI的电磁-机电暂态混合实时仿真研究

提出了基于RTDS—PXI的电磁一机电暂态混合实时仿真方案,其采用并行的数据交互方式,将运行在RTDS上的电磁暂态程序和自主开发的机电暂态程序通过PXI进行实时接口．实现了电磁一机电暂态混合实时仿真。最后在搭建的RTDS—PXI混合实时仿真平台上进行了与小规模全电磁暂态仿真的对比分析,结果表明所提出的方案是可行、有效的。     

基于蒙特卡洛法的FACTS最优配置及其对电网长期可靠性影响

基于交流优化潮流问题中,不等式约束条件的拉格朗日乘子的物理意义,采用灵敏度分析方法,进行FACTS装置的最优配置,以提高任意扰动下目标电网的可靠性;并基于该最优配置方法,针对FACTS设备对目标电网长期可靠性的影响进行了研究。仿真结果表明,在长期时间框架下,FACTS设备的装设,在一定程度上降低了系统发生停电事故的频率,由于FACTS调节能力和容量有限,对大规模停电事故的抑制能力较差;且不同的线路扩建容量,FACTS的容量及不同的系统运行优化目标均会影响电网的长期发展,进而给系统的长期可靠性带来不同影响。     

一种基于全闭环实时数字物理仿真的 次同步振荡阻尼控制

为解决呼盟系统火电机组存在的次同步振荡问题,提出一种基于静止无功补偿器的次同步振荡阻尼控制。采用RTDS实时仿真工具与实际系统控制器搭建全闭环实时数字物理仿真平台,实现验证控制策略、优化控制参数及检验控制器有效性等工作。通过频率扫描法仿真实验寻找次同步振荡中心频率,大扰动仿真实验表明,静止无功补偿器能有效抑制火电机组轴系次同步振荡,验证了控制策略正确性及可行性,为现场调试提供指导。     

基于BPA的励磁系统建模

励磁系统在源网协调运行中正发挥着越来越重要的作用,建立准确可靠的励磁系统模型是研究电网稳定性的基础,是稳定性结论真实可靠的必要保证,是制定合理的电网运行策略的重要条件。为了在BPA中研究发电机的稳定性,通过空载试验等现场实测的方法,获取发电机励磁系统的动态特性和模型特征。在励磁系统数学模型的基础上,通过建模仿真以及参数辨识的方法,建立了BPA可以调用的励磁系统模型,整定模型参数。通过BPA搭建了单机无穷大仿真模型,验证了模型的正确性。验证结果表明：整定模型与实际励磁系统具有相同的动态特性,为电力系统稳定性研究工作提供了真实可信的模型。