基于本地信息预防连锁跳闸的快速控制策略生成方法

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一。迅速采取切机、切负荷等措施是降低非故障线路过负荷程度、避免远后备保护不合理动作的有效手段。详细分析了一起非故障线路在故障线路非全相运行期间因不对称潮流转移被不合理切除的案例,进而提出一种基于本地信息预防连锁跳闸的快速切机、切负荷方案。该方案以潮流转移过负荷的识别结果作为触发事件,送电端切机和受电端切负荷能独立进行,不依赖通讯,可避免不对称潮流转移持续时间过长而造成非故障线路被不合理切除。仿真验证了该方案的有效性。     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。     

基于广域测量系统的潮流转移识别方法

电力系统中的潮流转移会引起线路事故过负荷及其距离Ⅲ段保护误动作,这是导致连锁跳闸,最终发生大停电事故的重要因素之一。为此,利用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的优势,提出一种潮流转移识别方案。根据三相电流增量及零序电流的大小来区分线路过负荷和不对称短路故障,根据电压幅值的大小来区分线路过负荷和对称短路故障,并提出了相应的识别判据。考虑到系统振荡对判据判断的影响和故障切除后过负荷发生的情况,提出了具体的潮流转移识别策略,并给出了实现流程,该策略可有效防止距离Ⅲ段元件在事故过负荷时误动,并能保证在故障时可靠开放距离Ⅲ段保护。通过对新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了该方法的有效性。     

潮流转移过负荷识别新方案

为了解决现阶段保护减载的潮流转移过负荷识别环节在系统振荡时发生误判的问题,详细研究了系统振荡对潮流转移过负荷识别的影响,分析了过负荷、系统振荡和故障的特点,根据三者之间测量阻抗角、测量阻抗变化率、电流序分量及保护动作情况的差异,提出了潮流转移过负荷识别新方案。即在后备保护启动后,先根据电流序分量的特征和保护II段动作情况区分出故障,再利用测量阻抗变化率的特征,区分过负荷和系统振荡;或者先根据测量阻抗变化率的特征区分出系统振荡,再利用测量阻抗角的特征,区分过负荷和故障。算例分析结果表明,潮流转移过负荷识别新方案能够有效识别出过负荷,并可以防止系统振荡时的误判,证明了该方案的正确性和有效性。     

基于保护关联域的防连锁跳闸策略

由潮流转移引起的连锁跳闸事件是引发大停电事故的重要因素之一。根据潮流转移发生后线路测量阻抗的变化,提出基于保护关联域的防连锁跳闸策略。该策略通过区域信息快速搜索过负荷线路,并在后备保护动作延时之内快速完成过负荷线路上后备保护的重新整定,即防止了过负荷线路上的后备保护误动切除无故障线路,又使后备保护具有切除被保护线路上可能出现的短路故障的能力。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用 BPA 仿真验证了该方案的有效性。     

防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动的方法

传统距离Ⅲ段保护不能识别线路的过负荷是由于区内故障还是潮流转移引起的,当系统中发生事故过负荷时,距离Ⅲ段保护的误动作对大停电事故的发生起着推波助澜的作用。基于广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)提出了两种判据,用来识别各种故障和过负荷,并给出了防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动方法的实现逻辑。通过仿真验证,结果表明,使用这两种判据可以有效识别故障的发生,防止距离Ⅲ段元件在事故过负荷时误动。     

基于潮流转移和追踪的含风电电力系统运行风险评估

为实现含风电电力系统运行风险快速评估,提出了一种基于潮流转移和追踪的风险快速评估方法。首先,考虑风电出力波动与时间和风速的相关性,基于Markov理论建立了风速相依的风电出力波动模型;其次,为提高系统状态分析效率,通过推导节点转移分布因子和适用于多支路开断的支路开断分布因子来实现快速潮流计算,避免了潮流迭代计算;然后,建立了基于潮流追踪的负荷削减模型,采用潮流追踪理论筛选出最有效的控制节点集合,将全系统范围内寻优转化为局部范围内寻优,在改进潮流计算算法和负荷削减模型2个方面实现了运行风险快速评估;最后,通过IEEE-RTS79系统的仿真分析,验证了所提模型的准确性和有效性,进一步计算切负荷风险指标和线路越限风险指标以分析不同风速条件对系统运行风险评估的影响,为含风电电力系统运行风险评估提供参考。     

故障动态过程对潮流转移识别的影响分析

潮流转移识别是避免远后备保护不合理动作的必要手段.文中阐述了基于广域信息识别潮流转移的原理,分析了故障动态过程对潮流转移识别的影响,并指出了基于广域信息识别潮流转移立足于最终结果的局限性.同时分析了非故障线路在某些故障情况下被不合理切除的案例,探讨了结合本地信息识别潮流转移的必要性,并指出了下一步的研究方向.     

一种基于本地信息的自适应过负荷保护方案

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一。以潮流转移过负荷识别的结果作为触发事件,提出一种基于本地信息的自适应过负荷保护方案,根据线路不同的过负荷状态采取不同的措施:对于保护区域内的故障,后备保护应在延时结束后快速动作断路器跳闸;对于潮流转移引起的过负荷,通过测量满足实时性要求的数据估计线路承受过负荷的最大能力,修改后备保护的动作时间整定值,为安全稳定控制系统争取时间。仿真结果验证了该方案的有效性。     

实用化的辐射状配电线路单相接地行波保护方案

针对中性点非有效接地系统中的辐射状配电线路,提出一种可以可靠、有选择性地切除单相接地故障的保护方案。该保护方案可以有效区分故障区段,不需要通信通道便能从故障线路两端切除单相接地故障。单相接地故障发生后,继电器首先基于电压电流初始行波极性比较并结合系统潮流方向判断故障方向,故障电源侧的继电器将基于阶梯型配合的时间延时等待动作,故障负荷侧的继电器将在规定时间段内检测三相工频电气量的变化,当时间延时最短的故障电源侧继电器控制断路器跳闸后,其对端的故障负荷侧继电器将利用感受到的工频电气量的变化来控制断路器跳闸。对一个典型的中性点非有效接地的开环系统的大量EMTP仿真研究表明:该保护能够准确可靠地检测到单相接地故障,并从故障线路两端切除单相接地故障。     

含大规模风电并网电力系统的关键线路综合辨识

风电的并网会给电力系统的稳定性带来影响,也会影响电力系统中关键线路的辨识。针对风电出力的不确定性,采用风电出力误差概率分布离散化的方法进行多场景的构建,充分考虑风电的接入对电力系统的影响。线路的过载是引发电力系统线路故障的重要原因,以线路负载率作为研究对象对潮流熵进行改进。在此基础上结合线路潮流介数,提出综合潮流指标对线路的重要程度进行排序,从而辨识出电力系统的关键线路。最后对IEEE39节点系统的关键线路辨识进行仿真计算,验证了所提方法的有效性及合理性。     

台风对电力系统连锁故障的影响分析

在分析连锁故障现有模型的基础上,在多时间尺度连锁故障预测模型中考虑台风对线路故障概率的动态影响,建立台风变化过程与连锁故障事故链的配合关系。考虑台风影响下的线路故障概率,构造初始故障集;结合天气因素、线路负载率和潮流波动率等因素构造关联性指标,利用聚类方法选取关联性指标高的线路作为下一级故障线路,模拟重载等因素引起的线路随机开断;将基于潮流追踪的切机切负荷与发电机调整相结合,用于线路一般过载的控制,并计算事故链的概率和风险;最后以IEEE 39节点系统为例,说明台风对系统关键线路和事故链的影响、基于潮流追踪的切机切负荷控制的作用和提高线路设计风速的可能性,并验证了所提模型和算法的合理性。     

一种抗暂态超越的集群风电送出线时域方程模型误差修正距离保护

双馈风电系统谐波含量高、频率偏移、弱馈性等故障特征造成传统工频距离保护存在适应性问题;时域距离保护在风电短距离送出线路中适应性较好,但在风电长距离送出线中受分布电容的影响易发生距离I段暂态超越现象。提出一种抗暂态超越的集群风电送出线时域方程模型误差修正距离保护。从长距离送出线距离保护适应性角度出发,分析基于集中参数线路模型的时域方程模型误差,提出基于时域方程模型误差的时域距离保护测量电抗修正方法,并考虑过渡电阻参数的影响,构建适用于集群风电长距离送出线距离保护动作判据。通过新疆某地区集群双馈/直驱集群风电送出线发生故障时的实验数据,测试验证了所提出的时域方程模型误差修正距离保护能较好地适用于各类型集群风电长距离送出线,有效地避免距离I段区外发生故障时的暂态超越现象,并且抗过渡电阻性能良好。     

风光涉网性能对宁夏电网第三道防线的影响

为研究风光涉网性能对电网第三道防线的影响,针对宁夏电网,基于电网第三道防线、风光电站的低压/过压保护及静止无功发生器(SVG)实际配置情况,利用PSD-BPA仿真软件,分析风光场站低压/过压保护及SVG投退等新能源涉网性能对电网第三道防线的影响。结果表明,SVG退出且电网发生严重故障时,低压减载与解列装置相继动作引发过电压,触发过压保护动作致风光大规模脱网,较大功率缺额使频率陡降触发低频减载动作等连锁反应,最终导致电网崩溃;反之,SVG可提供电压支撑,风光脱网较少,不会引起后继频率问题。最后,提出增强风光涉网性能的合理化建议。     

基于时域全量故障模型相关性判别的集群风电送出线纵联保护

集群风电系统的等效阻抗因其多变的运行方式及控制策略而难以维持稳定,导致利用故障分量构成的模型识别纵联保护原理不再适用。提出利用时域全量故障模型识别纵联保护原理,对集群风电送出线区内外故障的时域全量故障模型特征进行分析,由分析可知差动电压、电流时域全量信息在区内故障时呈现阻感特征、区外故障时呈现电容特征,由此分别提出基于阻感模型和电容模型相关性判别的保护方案,进而构建了2套保护的相关性判别式和保护判据。仿真结果表明,基于阻感模型和电容模型识别方法的时域全量故障模型相关性判别纵联保护均能适用于集群风电送出线。     

故障时刻风电系统无功电压协调控制策略

含Crowbar保护的风电场在实现低电压穿越功能的同时,由无功源转变为无功负荷,加剧故障系统负担.针对该问题,提出一种故障时刻的无功电压实时协调控制策略,并建立风电场实时协调控制系统(RTCCS).该控制策略根据故障时电压水平及机组保护动作情况对风力发电系统的无功功率进行实时协调控制.考虑风电场无功电压调节需求,引入S...     

双馈风力发电机组惯量阻尼特性与改进附加频率控制策略

大规模风电场集中并网并经高压输电线输送到负荷中心,当输电线路发生短路故障时,送端会出现短时功率过剩,当故障解除线路恢复正常运行后,系统对送端功率需求又瞬时增大.研究发现已有的双馈风力发电机组(DFIG)基于虚拟惯性控制和下垂控制的附加频率控制策略,对负荷突变引起的频率波动控制效果显著,但对于输电线路短路故障发生到解除全...     

海上风电场故障特性及保护配合的研究

一般海上风电场所选用设备和线路与陆上风电场有所不同,有必要对海上风电场的继电保护配置进行专门研究。利用ETAP仿真软件对风电场内元件及送出线故障时各元件的短路电流和机端电压跌落情况进行分析,并研究海上风电场本身特征和故障特性。在多个风电场并网时,风机会提供不容忽视的短路电流,短路点成为双侧电源供电。为此,考虑其特性及风机低电压穿越能力,提出海上风电场各元件和线路的保护配置方案及其整定原则。并对ETAP软件上搭建的某海上风电场模型进行保护及动作时序配合的仿真,验证了所提保护配置方案及动作时序的正确性和合理性。     

风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究

风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征.以一个具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响.围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性.针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果.针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性.对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析.     

大规模风电并入电网对电力系统的影响

研究了风力发电机组并网及风电场对当地电网电能质量的影响,对接入电力系统的影响。分析了风电机组的输出功率特性,分析了风电机组对谐波、电压波动与闪变、电压跌落的影响。讨论了风电场对电力系统调频调峰的影响、对稳态电压的影响、对保护系统的影响,分析了不同风力机的设计方案和选型对电网电压的影响。指出控制系统的设计和优化对改善风电的电能质量,减小对电力系统的影响有积极的作用。