山东电网“十二五”短路电流限制措施研究

随着山东省电力系统规模的不断扩大、联网规划的实施和电网的逐步加强,电力系统中短路电流水平逐年增大,目前己成为电力系统规划、运行方面面临的重要问题。同时电力市场化的不断推进,对主网架的电力输送能力和可靠性提出了更高的要求,因此有效控制短路电流水平,寻找限制短路电流合理而经济的方法是电网发展面临的重大挑战之一。     

用于分布式能源并网的DC/DC换流器设计与研究

针对目前应用于直流配电网领域的DC/DC换流器造价高、控制复杂以及不具备直流短路故障穿越能力的缺点,为了实现不同电压等级直流分布式负荷有效接入直流配电网,提出了一种混合DC/DC换流器拓扑,采用电流源换流器(current source converter, CSC)连接直流电网,电压源换流器(voltage source converter, VSC)连接直流分布式负荷。提出的换流器拓扑具有结构简单、控制方式灵活以及具备直流短路故障穿越能力的优点。在分析换流器数学模型和运行约束条件的基础上,给出了换流器的参数设计方法,提出了一种CSC侧功率闭环控制,VSC侧交流电压幅值闭环控制的DC/DC换流器闭环控制策略。最后,在RTDS半实物仿真平台上搭建了1 MW/2 000 V/750 V混合DC/DC换流器试验模型,开展了额定运行工况、功率变化工况和直流短路工况试验。额定运行工况试验结果表明提出的拓扑可以实现1 MW额定功率的运行,功率变化工况试验结果表明提出的拓扑可以实现功率由1 MW到-1 MW的平滑反转,直流短路工况试验结果表明换流器能够平稳穿越直流短路故障。     

面向互联电网连锁故障安全防控的关键支路辨识

随着电网互联紧密程度的提高,抵御连锁性故障成为关键问题。在一定场景下,电网关键载流支路故障会引发过载型连锁反应,威胁系统安全运行,对于此类关键线路的筛选和辨识具有重要意义。据此,在考虑无功电压的改进直流潮流模型的基础上,推导和构建了过载型连锁故障动态演化模型。该模型考虑连锁故障过程中系统功率平衡和电压稳定装置的调节作用以及系统的校正控制措施,并较为准确地模拟支路失效后互联系统连锁故障的动态演化过程,进而研判连锁故障对系统功能和结构的影响。在此基础上,提出了电网载流支路的重要度评估指标,通过大规模连锁故障模拟计算,获得各载流支路的重要度指标,最终实现电网关键支路的有效辨识。以IEEE 39节点系统为算例,验证了所提模型和方法的有效性。     

山东电网2015年小干扰稳定性分析

“十二五”期间,随着1000kV济南特高压变电站、潍坊特高压变电站及其相关线路的建设,山东电网逐步融入国家1000kV特高压骨干网架,山东电网与周边区域电网间的低频振荡问题将成为影响山东电网安全稳定的主题之一.本文通过对山东电网201 5年规划目标网架典型运行方式的小干扰稳定分析,揭示了山东电网规划目标网架可能存在的全局模式小干扰稳定问题.计算结果表明:2015年不同运行方式下,与山东电网相关的低频震荡模式阻尼特性较好,阻尼均大于7％,满足强阻尼大于3％的规定要求,属于强阻尼震荡模式.     

提高山东省接纳风电容量方法研究

随着山东省风电场开发的不断深入,风电场大规模开发的主要瓶颈是电网调峰能力不足导致的消纳能力问题。对山东电网的风电消纳能力进行分析,对山东省风电出力进行归一化处理,总结出山东省风电场出力特性,提出提高山东省接纳风电容量的方法。     

基于约束模糊聚类的电力系统扰动信号识别方法

传统电力系统扰动信号识别方法只能解决单一扰动问题,无法对多个扰动信号进行高效率识别,为避免传统方法的弊端,提出了基于约束模糊聚类的扰动信号识别方法。计算拟合信号包络平均值,获取拟合信号和包络平均值之差,将差值作为新的拟合信号,获取最小特征尺度分量,不断进行模态分解,可将信号分解成若干个不同特征尺度函数。经过模态分解的信号满足路由信息协议标准,以新的稀疏向量为基础,对混叠的扰动信号进行特征提取。采用傅里叶变换描述扰动信号基本变化情况,计算电力系统中扰动信号的n阶导数,由此获取传输过程中的变换参数,得到采集点空间位置坐标系,依据该坐标系选择最优窗口标准,使用约束模糊聚类方法,将扰动信号全部聚类到中心位置。通过建立权值系数矩阵,设置迭代次数,并进行误差补偿,获取新的聚类中心,对抗噪声扰动信号进行有效识别。由实验结果可知,该方法最高识别精准度可达到98%,为电力系统正常运行提供支持。     

基于典型区域法的城市配电网无功配置研究

目前,山东省高压配网变电站设计主要参照国家电网公司通用设计方案,但随着城市电网电缆率的提高,变电站无功补偿设计应考虑电缆充电功率的影响。本文通过对110kV、35kV变压器及10kV线路无功损耗及无功补偿理论研究,提出针对中心城区、近郊地区和郊区三类典型区域的无功配置方案。该方案可推广至城市高压配电网的同类区域,得出整个城市电网的无功配置方案。该方案对于城市高压配电网变电站无功补偿设计具有推广意义。     

500kV聊城变电站超规模扩建方案及综合效益研究

针对电网发展面临的土地资源稀缺与电力需求增长的矛盾,结合山东聊城地区电网的实际,本文提出了利用500kV变电站超规模扩建增强220kV分区供电能力的供电模式。从技术可行性、经济效益两方面与传统的新建500kV变电站模式进行了比较分析。研究表明,采用500kV变电站超规模扩建模式在满足供电需求的前提下,具有较大的经济优势,在负荷密集地区具有推广应用的价值。