超导直流输电技术发展现状与趋势

本文结合深圳多端柔性直流配电示范工程,研究了柔性直流配电网的保护方案及故障定位方法。根据实际工程的电路拓扑结构,明确了保护区域的划分方法。同时结合MMC换流器及直流配网的故障特性,提出了各保护区域的保护配置方案。着重介绍了直流线路单极故障、双极故障的保护配置方法,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了保护配置策略的正确性和直流线路故障定位的可行性。最后介绍了保护装置的实现形式,并通过保护与控制之间的相互配合,形成了自适应的柔直配网保护系统。     

广域相量测量技术发展现状与展望

总结了基于相量测量单元(PMU)的电力系统广域测量系统(WAMS)在中国的发展应用现状,介绍了智能电网调度控制系统(简称"D5000系统")中WAMS、数据采集与监控(SCADA)系统,以及保护与故障信息系统的图模库一体化整合,以及多调度中心WAMS数据的按需共享。分析了目前PMU/WAMS进一步推广过程中,在电磁暂态现象分析、实时广域控制、海量数据传输和处理以及强迫振荡检测和控制等方面遇到的技术难题。从扩展PMU应用领域、解决海量数据传输和处理问题、提高WAMS本身应用问题分析能力、提高PMU本身的质量和动态量测性能等几个方面为PMU/WAMS的下一步发展方向提出了建议。     

南方电网广域阻尼控制系统及其运行分析

广域控制是新一代大电网调控技术的发展方向.南方电网公司为提升区域间振荡阻尼,研发并安装了广域阻尼控制系统.该系统由位于6个500 kV站点的相量测量单元(PMU)、位于2个直流整流站的控制子站、位于总调的控制中央站以及广域控制和高压直流(HVDC)输电系统的接口组成,利用2回大容量直流的调制来改善电网动态稳定性.文中介绍了广域阻尼控制系统的设计思路、总体概况、系统的开环试运行情况,详细分析了2次闭环大扰动试验的结果.运行与试验表明该系统完全达到了增强区域间振荡阻尼的设计目的.     

基于即插即用的智能变电站信息自动校核技术

为了解决智能变电站建设过程中工程配置复杂、主子站之间的人工信息校核工作量大的问题,在即插即用理论研究基础上,结合电力系统的智能化技术,将即插即用技术从变电站内IED设备延伸到变电站站控层以及主子站之间,实现智能电网的即插即用。主子站之间的交互,通过SCD(含SSD)模型的共享技术,实现一二次设备映射。采用变电站功能服务化的方案,实现信息点表自动校核技术,提升了智能变电站和调度主站之间的深度互动。通过现场应用验证,所采用的技术和解决方案,大大降低了变电站的人工工作复杂度,提高了智能变电站的建设效率。     

基于等效仿真模型的VSC-HVDC 次同步振荡阻尼特性分析

电压源换相高压直流输电(VSC-HVDC)是基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电技术。该文首先分析VSC的工作原理，在此基础上建立以交流侧受控电压源和直流侧受控电流源描述的VSC等效仿真模型。通过与VSC-HVDC电路模型的时域和频域响应对比,验证利用VSC等效仿真模型分析VSC-HVDC次同步频率范围内动态特性的有效性。利用复转矩系数法的时域实现方法--测试信号法及VSC-HVDC等效仿真模型，可计算得到连续且光滑的发电机电气阻尼De特性曲线；基于De曲线，分析VSC-HVDC采用不同控制方式及比例积分(PI)控制器中比例系数和积分时间常数，对发电机电气阻尼特性的影响。最后对加入VSC-HVDC的IEEE第一标准测试系统的仿真表明，配置次同步阻尼控制器(SSDC)的VSC，通过对其有功功率或无功功率的动态调制，均可显著增加发电机的电气阻尼，有效抑制发电机次同步振荡。     

双极双阀组柔性直流系统的无功优化控制

为实现在交流电压允许范围内根据需要设置无功功率目标值,同时为了实现无功功率控制和交流电压控制无缝切换,在对基本无功控制进行分析后,提出一种无功控制优化策略。通过带辅助交流电压的无功功率控制,即根据实时交流电压修正无功功率目标值,无功功率控制模式下使用积分前馈跟踪的交流电压控制,以及双极状态切换时使用功率突变抑制等方法,实现控制方式切换时输出功率平滑,保证系统电压稳定运行。在电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)中建立两端双极双阀组±800 kV柔性直流输电系统,进行无功功率控制以及控制方式的切换,仿真结果验证了上述方法的合理性和有效性。     

基于故障全景信息的电力系统暂态稳定分析方法

为了准确判断电力系统在故障后的暂态稳定状态,提出一种基于故障全景信息的电力系统暂态稳定分析方法。首先对影响系统暂态稳定的因素进行了分析,构建了以故障时间、故障位置、故障类型及接地电阻等信息为要素的故障全景信息。然后通过两次收缩系统导纳矩阵将故障全景信息融合到最终导纳阵中,从理论上推导了故障全景信息对发电机电磁功率的影响。在此基础上利用扩展等面积法形成不同故障场景下系统暂态稳定裕度的三维曲面,通过提取该曲面与零裕度平面的交线得到系统的暂态稳定边界。最后,分别利用IEEE 3机9节点系统和新英格兰10机39节点系统进行了仿真验证。结果表明,所提方法有利于提高系统在各种类型故障下暂态稳定判断的准确度。     

二次交流回路异常对线路保护的影响及优化措施

总结目前常规采样线路保护识别二次交流回路异常的难点,主要包括负荷很小时的CT断线、电流相序错误、IN断线、UN多点接地、IN多点接地、保护启动后发生PT断线及线路单相接地故障时非故障相出现尖波电流等,结合现场实际故障分析对保护的不利影响。在不能及时判别出二次交流回路异常的情况下,需要通过优化保护逻辑等措施,降低异常发生的概率及对保护的影响。其中,对于非故障相出现的尖波电流可能导致分相电流差动保护误动的情况,提出分相电流差动保护经两侧故障电流闭锁的优化措施,该措施已在现场应用,取得了良好的效果。     

基于励磁绕组差模电流基频分量的新型磁阀式并联电抗器匝间保护方案

作为一种新型无功补偿装置，磁阀式可控电抗器(magnetic valve controllable reactor,MVCR)能够实现无功功率的大范围平滑调节，进而有效解决无功失衡导致的电压波动问题。该文针对一种新型MVCR开展研究，首先介绍了该种新型MVCR的拓扑结构，分析了其正常运行时励磁绕组的电气特性，在此基础上针对新型MVCR励磁绕组和工作绕组发生匝间故障时的故障特性开展研究，其中引入了励磁绕组差模电流的概念来表征匝间故障特征。当匝间故障发生后，新型MVCR励磁绕组差模电流中将产生较大的基频分量。基于该故障特性，提出了一种基于励磁绕组差模电流基频分量的匝间保护方案，并进一步分析了该保护方案在预励磁合闸暂态过程中的适应性。最后，通过Matlab/Simulink仿真实验，验证了该文所提新型MVCR匝间保护方案的可行性及有效性。     

多维时间序列关联分析方法在电力设备故障预测中的应用

提出基于多维时间序列关联分析的电力设备故障预测方法:将电力设备拓扑网络设备节点的历史时间序列数据进行规范化,运用时间序列分解算法将时间序列进行分解;用一种时间序列模式表示方法,提取关键设备发生故障之前网络拓扑中设备节点的特征事件;并采用关联分析的方法挖掘设备指标运行趋势与设备工况之间存在的隐含关系,达到对故障或冲击进行有效预测的目的。实验证明,该方法能充分利用时间序列数据,发挥数据挖掘对于不确定性关系的分析和表达的优势,能够准确、有效地进行复杂电力设备故障预测。