UHVDC分层接入方式下非故障层换相失败改进抑制措施研究

在分层接入模式(hierarchical connection mode,HCM)下,特高压直流(ultra high-voltage DC,UHVDC)逆变侧层间存在耦合关系,换相失败主导因素和抑制措施比常规UHVDC复杂。首先考虑交流故障后直流电流暂态特性,提出故障/非故障层换相面积补偿方式,推导逆变侧触发角指令与换相面积补偿量间关系,修正逆变侧触发角指令,实现提前触发控制。然后基于修正后的触发角指令,改变低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)的启动电压,以提高其响应速度,辅助提前触发控制。最后搭建PSCAD/EMTDC仿真模型,证实所提控制方法可降低非故障层换相失败概率,改善故障恢复性能。     

含双馈机组风电场备用电缆位置和容量优化方法

链状结构风电场中电缆故障后,故障串部分风电机组将被迫停运。在两串末端增加备用电缆,可以为故障下游风电机组提供输电通道,但对非故障串电缆容量要求较大,利用率低。文章提出一种备用电缆位置和容量优化方法。首先定义最小路矩阵,评估随机风速/电缆故障时风电场输出。根据备用电缆位置对风电场分区。提出有限容量模型解决故障串输电优先性顺序,以确定备用电缆最佳位置。然后引入双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)稳态约束,采用主从分裂算法,求解风电场潮流。以利用率和成本为目标,提出备用电缆容量的优化模型。最后给出算例分析结果,验证所提方法的有效性。     

基于功角轨迹灵敏度的交直流电网振荡抑制优化

高压直流线路稳态功率影响交直流互联系统功角稳定性。为抑制同步发电机功角振荡,基于功角轨迹灵敏度,提出对故障前直流功率的优化方法。建立交直流系统轨迹灵敏度解析表达,引入中间变量确定功角和稳态直流功率关系。推导潮流解对稳态直流功率的灵敏度,计算轨迹灵敏度初值。基于时域仿真中网络约束方程,推导含直流变量的不平衡项。以功角差最小为目标,提出稳态直流功率优化模型,采用内点法求解。仿真结果验证了所提算法对功角振荡的抑制效果。     

基于双馈风电机组控制参数优化的电网功角振荡控制

随着大量风电并网，双馈感应发电机（DFIG）与同步发电机（SG）间的动态交互，将加剧SG功角振荡。基于特征值分析的控制参数优化，未考虑非线性元件和大扰动场景。该文从抑制功角振荡出发，以SG转速为DFIG电力系统稳定器（PSS）输入信号，建立风电并网电力系统动态模型。在微分方程中引入中间变量，以解耦状态变量轨迹灵敏度。区分状态变量与代数变量对应的雅可比矩阵，推导DFIG并网电力系统轨迹灵敏度的解析表达。设定目标函数为SG功角偏差相对值二次方对时间积分，按时间顺序累加功角对控制参数的轨迹灵敏度，得到目标函数对控制参数的梯度信息。考虑DFIG-PSS可能弱化转子侧变流器（RSC）控制效果，提出基于轨迹灵敏度的RSC和DFIG-PSS参数协调优化方法。给出4机2区域系统仿真结果，验证了所提方法对DFIG并网系统功角振荡的阻尼效果。     

计及子模块的双极MMC-HVDC可靠性及灵敏度分析

针对伪双极与双极MMC-HVDC结构不同，提出计及子模块状态的双极MMC-HVDC系统可靠性模型。首先，采用状态空间和分层等值算法，建立双极MMC-HVDC状态空间模型，计算系统等效停运小时数EOH(equivalent outage hours)、双极可用率BA(bipolar availability)，定义MMC可靠性指标AMMC，提出EOH降低率指标αEOH；然后，建立可靠性指标对子模块冗余数、元件故障率灵敏度的解析表达；最后，算例证实双极MMCHVDC可靠性较高以及计及子模块状态的必要性。