超高压输电系统传递过电压的电磁暂态过程及特性分析

针对厂站操作过电压对大型发电设备的冲击问题,重点对超高压开关站中的操作过电压通过升压电力变压器传递的暂态过电压进行分析,研究了超高压输电系统传递过电压的电磁暂态过程及特性,分析表明,在升压变压器传递暂态过电压过程中,电磁感应过电压和静电感应过电压在升压变压器的低压侧叠加,共同对大型发电机绝缘安全构成威胁。分析了传递过电压对大型发电机造成的冲击程度,并对传递过电压的电磁暂态过程进行了仿真试验,其传递过电压所形成冲击电压幅值高达约2p.u.。仿真表明超高压开关站的操作冲击波通过升压变压器冲击大型水轮发电机组。

吴方法在电力系统突然短路电磁暂态过程中的应用

电力系统暂态变量通常是具有衰减幅值的正弦函数 的线性组合,Prony频谱是一种恰当的描述。进而,解微 分方程中的暂态变量即转化为用代数方程解Prony频谱中 的各个系数。MAPLE软件包是吴方法用于解非线性代数方 程的工具,用它可以解得电力系统突然短路电磁暂态过程 中各阶段的初值和衰减时间常数。通过上述途径,将吴方 法和Prony分析相结合应用于电力系统电磁暂态辨识,吴 方法就成为求解电力系统电磁暂态解析解的有效方法。

短路电磁暂态过程对距离保护影响的仿真分析

以消除短路电压、电流中的非工频分量对距离保护的影响为目的,利用Matlab/Simulink搭建了输电线路接地距离保护的仿真模型,针对短路后电磁暂态过程对距离保护的影响进行了仿真。仿真结果表明,短路的电磁暂态过程影响距离保护元件的动作行为,导致错误的比相结果,造成距离保护元件的不正确工作。另外,故障类型、故障角、故障位置的不同对距离保护元件的影响程度也不同。滤除短路电压、电流中的非工频分量可有效地减小电磁暂态过程对基于工频量的距离保护的影响,采用FIR数字滤波器进行滤波,基本达到了满意的效果。

同步发电机电磁暂态过程的实用方程

本文根据派克方程导出一组描述同步发电机电磁暂态过程的实用方程。这组方程计及转子转速变化对发电机电势的影响。用这组方程分析计算电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程可以提高计算精度。

再论同步发电机电磁暂态过程实用方程

文献〔１〕、〔２〕推导出的同步发电机电磁暂态过程实用方程都是假定直（交）轴方向各绕组之间互感相等。本文在假定直（交）轴方向各绕组之间互感不相等的情况下，推导出另一组同步发电机电磁暂态过程的实用方程。

电网故障下双馈风电无功特性分析及暂态支撑

在对称电网故障下电网电压跌落程度和风速变化对双馈风电发电机(DFIG)的电磁暂态过程和其无功电流极限的影响规律分析基础上,分别讨论了故障持续期间DFIG定子侧以及网侧变流器的无功支撑特性,并结合并网风电场低电压穿越(LVRT)要求,提出了故障期间利用机组容量输出最大无功电流的DFIG改进控制策略,向电网提供最大暂态无功支撑。最后通过实验验证了所提改进控制策略的可行性。

基于ATP的电磁暂态自动仿真程序

电磁暂态过程(EMTP)是电力系统中常用的仿真商业软件。ATP是其免费版本,在电力系统继电保护中得到广泛应用。针对利用ATP软件不能以批处理方式进行批量故障自动仿真的缺点,在研究了ATP软件工作机制的基础上,结合ATP仿真脚本生成规律和Windows窗口消息机制,提出一种先自动生成不同故障情况的仿真脚本,再模拟手工操作自动进行批处理故障仿真的方法。根据所提出的方法开发了ATP自动仿真程序,实现了对IEEE 14节点系统2000多种故障模式的批量仿真。

计及高架桥电气耦合的高速铁路过分相电磁暂态研究

针对高速铁路动车组通过高架桥上过分相段的复杂电磁暂态过程,本文进行了过分相段暂态状态过程求解和评估。首先分析了过分相过电压过程及机理;然后建立了计及高架桥电气耦合的高速铁路过分相段的集中参数等值电路模型;其次对计及高架桥电气耦合的过电分相段中出现的4个暂态过程建立状态方程,求解得出过分相动车组弓头电压每个暂态过程的全响应波形,并评估了不同暂态过程和电气参数耦合对状态变量的影响;最后仿真对比分析了计及桥梁回路耦合与不考虑桥梁回路电气耦合时的过电分相全过程,计算和仿真结果验证了高架桥回路对过分相过电压有明显的泄流和抑制作用。

无功补偿装置电磁暂态仿真计算

利用ATP—EMTP软件平台,建立了无功补偿电容器投切操作的仿真计算模型,模拟了系统投、切操作可能引起的过电压、过电流现象及其影响因素,对无功补偿系统中的电磁暂态过程进行了分析。仿真计算结果表明:无功补偿电容器组投入时产生的合闸涌流和切除时产生的重燃过电压是对系统危害最严重的电磁暂态过程。文章对限制重燃过电压的措施也进行了讨论,并在此基础上计算了安装保护后设备所承受的最大过电压,为系统的安全运行提供了依据。

耦合长线电磁暂态分析的精细积分法

采用精细积分法分析具有任意负载及结构的输电线路及当其中出现电晕和雷击情况时的电磁暂态过程 ,是一种直接求解多相耦合输电线路波动方程的半解析法。它不需要进行相模变换 ,避免了相模变换法难以将电阻矩阵对角化的问题。

极间短路条件下柔性直流输电系统电磁暂态特性分析

以南澳±160kV中压柔性直流系统为例,配合直流断路器的应用,利用PSCAD/EMTDC仿真软件分析了极间短路故障时系统的暂态特性。首先介绍了南澳直流工程的系统拓扑和主回路参数,然后结合不同保护策略分析了系统对直流断路器的参数要求,提出了系统与断路器配合时直流限流电抗的调整思路。最后研究了线路长度、故障位置和断路器动作对暂态特性的影响。仿真结果表明,直流断路器可以快速开断故障电流,限制电流峰值,通过调整直流限流电抗可以实现系统与断路器的配合。研究结果对柔性直流输电系统参数设置和器件及设备选型有一定参考价值。

考虑感应电动机负荷电磁暂态特性的系统短路电流计算方法

首先分析了BPA程序所采用的二阶静态负荷模型对系统短路电流计算之前的潮流计算中迭代算法所涉及的问题,然后深入研究分析了感应电动机负荷特性及其对系统短路电流计算的影响。建立了在现有以恒定阻抗作为系统各节点负荷的短路电流计算方法中考虑适应感应电动机电磁暂态过程的系统短路电流的修正计算方法,提出了相应的系统短路电流计算程序编制的具体实施思路。初步验证了本文所提出的方法的可行性。

“新型电力系统保护与控制技术”专栏特约主编寄语

新型电力系统中新能源占比不断提高,其电网结构、运行特性和故障特征发生了很大变化,对电网继电保护和运行控制技术提出了新的要求。新能源通过变流器并网导致电源特性发生显著变化,电力电子设备快速故障响应与电网电磁暂态过程交织耦合,使得传统的故障分析理论和继电保护技术难以适应。高比例新能源并网带来的调频能力不足、系统惯量降低、宽频振荡等问题凸显,新型电力系统的运行控制技术面临新的挑战。与此同时,新型电力系统建设也带来新的发展机遇,电力电子设备的大量应用增强了系统运行灵活性,电网故障响应特征与电力电子设备控制策略密切相关,利用电力电子设备灵活受控特性进一步提升电力系统继电保护和运行控制性能已成为新的技术发展方向。

以问题导向攻克绿色电力系统的构建难点

一、绿色电力系统与传统电力系统的本质区别绿色电力系统与传统电力系统不同之处。在传统电力系统中,如火电、水电或核电,大都采用同步电机,具有较强的机械惯性,传统电力系统具有由旋转电机主导的机电稳态过程,强机电性、弱电磁性是传统电力系统最大的特征。这一点与绿色电力系统恰恰相反,新能源的发输配用环节引入了更多电力电子装备,电力系统向以电力电子装备的电磁暂态过程为主导转变,呈现出弱电机性、强电磁性。

交直流混联系统的多速率混合仿真技术研究

针对复杂电力系统仿真对有效性和精确性的统一要求,提出了综合电磁暂态仿真和机电暂态仿真优点的混合仿真方法。该方法将交直流系统合理分割为若干子系统,利用现有的程序模块采用不同时标的多速积分对各子系统进行仿真分析,考虑晶闸管的通断过程,采用波形松弛技术解决子系统之间的数据接口问题。对3机交直流系统故障的仿真结果表明了混合仿真方法的精确性和有效性。

变压器励磁涌流的Callahan数值计算及动态仿真

探讨了不同期合闸空载变压器所致励磁涌流的产生机理 ,建立了用于电磁暂态过程计算的数值计算模型 ,运用半隐格式的Callahan算法深入计算分析了励磁涌流 ,得到了各相涌流波形 ,并通过Matlab动态仿真验证了Callahan算法数值计算结果的正确性。可供高阶非线性电路实际电磁暂态过程。

一种交直流混联双端MMC运行状态评价新方法

对于柔性直流输电技术的交直流混联系统,如何通过辨识MMC换流站各相电气信息实现对MMC换流站运行状态的评判是该研究领域的一个新问题。针对此问题,本文首先分析了交流和直流输电线路暂态扰动对MMC换流站内各桥臂电压、电流的影响。指出当交流或直流输电线路发生暂态故障时,MMC换流站内各相上下桥臂的能量分布与正常运行时存在差异。基于此现象,利用指数熵权和灰色关联分析理论,提出一种基于指数熵权-灰色关联分析法的评价方法,并将其应用到MMC换流站的运行状态评判中,实现了针对不同故障类型对换流站运行影响程度的综合评价。

电力自耦变压器数字实时仿真模型及数字积分

提出了一个三相Y0 /Y0 - 12电力自耦变压器的实时仿真模型 ,给出了有效的数字积分方法 ,对该变压器空载合闸涌流的电磁暂态过程及正常负载运行过程进行了仿真 .仿真实例在PC机系统上的运行结果表明 。

电流互感器的数字实时仿真

电流互感器电磁暂态过程仿真,在电力系统动态仿真系统中是必不可少的,为此提出了一个电流互感器的非线性实时仿真模型。模型中考虑了磁饱和和磁滞的影响,同时给出了相应的数字积分方法。对该电流互感器正常工作电流状态、一次侧大电流故障状态及一次侧开路故障状态的电磁暂态过程进行了仿真。仿真结果表明,提出的实时仿真模型和选用的数字积分方法是正确、有效的。

电力系统数字仿真技术的现状与发展

电力系统数字仿真已成为电力系统试验研究、规划设计和调度运行的重要工具。文中介绍了电力系统仿真技术的现状 ,讨论了现有电力系统数字仿真软件和系统的发展趋势。认为随着电力系统的发展和 FACTS等新技术的应用 ,电磁暂态与机电暂态混合仿真。