多端和多馈入直流输电系统中换相失败的研究

借鉴两端直流系统中换相失败的研究结果和熄弧角公式，运用数学和电路基本理论，推导常规控制方式下多端直流（MTDC）系统和多馈入直流（MIDC）系统的熄弧角模型，分析影响换相失败的各种因素，阐述复杂直流输电系统中发生换相失败的一般规律：MTDC系统中，定电压控制的逆变站的参数会对系统中所有逆变站的换相失败产生影响；受影响的逆变站由于自身运行参数、控制方式的变化，可能形成复杂的换相失败故障及故障恢复过程；MIDC系统中，一个逆变站的换相失败除了受自身参数的影响，还受与之相耦合的其他逆变站参数的影响。     

含特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真

以研究2010年南方电网动态特性为目的，提出了含±800 kV特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真研究重点，解决了大规模多馈入交直流系统电磁暂态仿真时系统等值、模型处理以及仿真步骤等问题。依此运用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件，建立了包含±800 kV云广特高压直流等5条直流输电线路的电磁暂态仿真模型，研究中换流器模型采用详细模型。在此基础上研究了交直流系统各种故障下的动态特性，研究结果为南方电网规划及安全稳定措施的制定提供了理论依据。提出建立电磁暂态仿真模型，为研究大规模含特高压直流的多馈入交直流系统的动态特性提供了一套可行的方法。     

多馈入直流交互影响强度的评估指标

多直流馈入电网已经提出了几种改进的短路比指标,但对其有效性一直缺少全面和定量的评估。文中以含有5回直流的南方交直流并联电网为蓝本构造了多组仿真测试模型,对评估多馈入直流受端电网强度的2种多馈入短路比指标和多馈入影响因子指标的性能进行了系统、全面的定量评估,指出了指标存在的不足和适用范围。提出了一个评估多直流间交互影响强度的新结构性指标———暂态电压支撑强度指标。通过新指标与CIGRE推荐指标的对比以及指标与受端电网暂态电压跌落和直流换相失败持续时间等特征量之间的定量关系分析,验证了新指标的适用性。     

基于PMU的多馈入交直流系统的分散协调控制

针对广域多馈入交直流系统，为充分利用直流线路的快速调节能力以改善系统稳定性，提出一种分层分散鲁棒自适应控制方案。基于相角测量装置（PMU）测量单元，协调控制器在线确定并传送故障后动态平衡点到直流线路控制器，直流线路控制器以此故障后动态平衡点为控制目标。采用非线性递推方法推导了基于PMU的多馈入交直流系统的非线性鲁棒自适应分散协调控制规律，并设计了以动态平衡点和PMU实时测量的发电机功角信号为输入的直流线路附加功率控制器。最后通过3机2条直流的测试系统验证了该控制方案的有效性。     

南方电网多直流调制控制的交互影响与协调

受限于现有的小扰动分析软件无法对高压直流输电系统（HVDC）控制回路建模，直流控制器的分析和设计严重依赖于时域仿真，无法获得对于控制器性能的机理性认识。文中利用NETOMAC仿真软件中NEVA的自定义控制器功能，定义了新的HVDC控制回路模型。利用根轨迹技术，分析了2008年度南方电网3回直流调制采用广域信号反馈控制时各自的不同性能，发现了由于HVDC调制引发的模态谐振现象，这种现象的存在使得直流调制控制的阻尼效果被削弱。最后，提出一种利用多直流协调控制消除模态谐振的方案，并通过NETOMAC的时域仿真加以验证。     

多馈入直流输电系统小信号调制器的协调优化整定

分析了多馈入交直流并联输电系统中各直流系统之间可能存在的不良相互作用。提出了对各直流小信号调制器参数进行协调整定的必要性，并将参数的协调整定问题归结为控制器结构已知但有若干未定参数可供优化的数学规划问题，所选的目标函数是与各交流联络线的有功功率和各发电机的功角相关的。基于NETOMAC软件平台，采用程序自带的非线性优化模块，可同时对这些参数进行优化，这种参数整定方法本身已考虑了交直流电力系统固有的非线性特性而不必显式导出整个系统的数学模型，因而不需要进行网络简化或线性化近似，这种方法对大规模交直流电力系统的控制器参数整定具有独到的优势。构造了一个含有两个区域间低频振荡模式的双馈入交直流输电系统，并对该系统的各直流小信号调制器参数进行了协调优化整定，仿真结果表明，经过协调优化后得到的直流小信号调制器能提高整个交直流系统的阻尼性能，并具有良好的鲁棒性。     

新型双馈入直流输电系统无功调节特性分析

针对多馈入直流输电（MIDC）系统的稳定性问题,将电压源型高压直流输电（VSC-HVDC）引入MIDC系统组成一种新型双馈入直流输电（DIDC）系统。在基于 dq同步旋转坐标下,提出VSC-HVDC的基于有功、无功独立解耦控制策略,实现了DIDC的协调控制。充分利用VSC-HVDC对无功快速调节的能力,将其与常规无功补偿装置进行配合运行,提高系统稳定运行的能力。在PSCAD/EMTDC仿真环境下实验结果表明,在系统发生扰动的情况下,DIDC系统能够更有效地维持逆变侧母线电压的稳定,防止无功补偿装置振荡性投切,减少HVDC换相失败的概率,提高HVDC系统运行的可靠性。     

南方电网中多个直流系统间的协调功率恢复策略

提出了一种当协调馈入点间电气距离很近时多个直流输电系统间的协调功率恢复策略，即在交流侧故障被切除后的系统恢复期间，在各直流子系统的逆变侧采用定交流电压控制，同时在整流侧修改直流功率的给定值。该策略可以改善南方电网中3个直流系统的恢复性能，在某些严重故障发生后，不切或少切负荷便可使系统稳定，并且对不同的故障类型和地点均具有较好的适应性。     

交、直流输电系统相互影响引起的谐波不稳定问题

对于多馈入交直流输电系统而言,谐波的交互作用不仅会通过换流器产生,也会通过整个交流网络形成,因此这种情况就更显复杂。为了研究发生这种不利交互作用的风险,所有电气距离较近的直流线路都应考虑在内。文中以贵州—广东2条高压直流输电线路为例,应用具有详细换流器模型的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了全电磁暂态仿真模型,对谐波的交互作用引起的送端谐波不稳定问题进行了分析研究。研究结果表明,在弱交流连接方式下发生直流线路双极闭锁故障时,2条直流系统与交流系统之间的相互影响会引发谐波不稳定,而在其他故障条件下     

多机电力系统中STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对一个典型的两区域且区间联络线中间带STATCOM的4机电力系统，应用信息结构约束下的最优协调控制理论与算法，设计了输出反馈的线性二次型（LQ）分散控制规律，得到的励磁控制器考虑了机组原有PID自动电压调节器（AVR）的结构约束，并通过在STATCOM安装处构造一个能反映区间振荡模式的就地观测量，以抑制区间低频振荡。应用数字仿真研究了所得控制规律的性能，结果表明，协调控制器大大地提高了系统暂态稳定水平和区间传输容量，而且，由于采用了完全分散的信息模式和输出反馈方式，控制器实现代价低、可靠性高，易于实际应用。     

多端电压源型直流输电系统的控制策略

以提高多端电压源型直流输电系统的运行可靠性为目的,提出了基于直流电压 — 有功功率调节特性的多端直流输电系统控制策略。在系统负荷发生突变或任一换流站故障退出后,所有具备功率调节能力的换流站根据给定的调制方式在一定程度上分担系统功率的缺额,这样既维持了系统内的功率平衡,又避免了单个换流站承担功率过大的情况。最后通过数字仿真验证了所提出的控制策略设计的正确性和可行性。     

600MW超临界机组协调控制系统的分析与优化

对国投钦州电厂600 MW超临界机组协调控制系统的构成、特点等进行了分析,并针对此协调控制系统所存在的问题进行了改进和优化,优化后机组主要参数调节品质优良,协调控制系统的整体性能得到了有效的改善。     

变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制研究

针对变速抽水蓄能机组有功功率与转速之间的协调控制问题,分析了变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制原理,提出了变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制方法,并搭建了变速抽水蓄能机组控制系统联合RTDS仿真试验平台,对变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制方法进行了联合仿真试验验证.试验结果表明:发电工况有功功率与转速协调...     

云南电网水火电机组AGC协调优化控制策略

云南电网属于水火电资源比较均衡的电网,为水火电协调控制提供了有利的条件。针对云南电网不同时段负荷变化的特点,将水火电机组自动发电控制（AGC）按调节特性划分为多个组,每组机组在不同时段下采取不同的控制模式,有效地实现了云南电网水火电AGC机组之间的协调优化控制。试运行结果表明,该控制策略能较好地适应云南电网的特点,提高了AGC性能。     

水库移民系统重建中的联动监控方法研究

针对水库移民系统重建中的进度、质量和投资三方面的控制问题,突破传统做法,研究提出了"三维"联动监控思路。文中首先叙述了我国水库移民系统重建中的进度、质量和投资控制方法现状;提出将赢得值法运用到水库移民系统重建的目标监控中,并对其具体应用方法进行详细论述,且运用案例进行了实证分析。     

基于直流电网的非并网风电系统及其控制策略

大规模非并网风力发电理论避开了风电并网的技术难题。文中针对大规模非并网风电系统,采用一种基于直流电网的系统结构,具有能量转换过程少、结构简单、损耗低和可靠性高等优点。针对文中所述的直流电网,提出了电压分级控制策略,该控制策略不仅可以保证低风速时用电负载的正常运行要求,而且大大降低了风电系统与电网的功率交换,减小了风电对电网的影响。用Saber软件建立了仿真模型,仿真结果验证了文中提出的基于直流电网的非并网风电系统及其功率控制策略的可行性。     

自动电压控制中连续变量与离散变量的协调方法（二）厂站协调控制

遵循“离散设备优先动作，连续设备精细调节”的原则，以变电站母线电压上下限为协调约束，提出了一种基于协调约束实时更新的厂站协调电压控制方案。首先在变电站侧增加虚拟调相机，通过站内协调，在给出离散设备控制策略的同时，得到虚拟调相机的期望无功出力;然后，按照控制等价原则，将虚拟调相机无功出力转换为实时更新的协调约束，并加入到本区域的协调二级电压控制（CSVC）模型中统一求解，该CSVC模型无离散变量，避免了混合整数规划问题的求解。所述成果已在国内多个网、省级电网得到实际应用。