交直流电力系统电压稳定性控制方法

交直流电力系统电压稳定性控制方法主要集中在单一的调节手段上进行定功率控制,导致电压区域不稳定,发生大规模波动,为此研究交直流电力系统电压稳定性控制方法。首先,通过对交直流电力系统的电压进行分区,揭示系统电压分布的特点和规律。电压分区后,构建储能单元的数学模型,针对直流配电网的惯性特性进行详细分析,确定电压稳定负荷裕度的计算方法,以评估系统的稳定性水平,最后,结合电压暂态稳定性控制输出,实现交直流电力系统电压稳定性控制。实验结果显示,与无功补偿方法和有功潮流优化方法相比,研究的交直流电力系统电压稳定性控制方法的交流子网的电压区域稳定,未发生大规模波动,具有实际的应用价值。

交直流电力系统暂态电压稳定性综述

交直流输电系统中直流换流器要消耗大量的无功功率,这使大干扰后交直流系统的暂态电压稳定性面临严峻考验。因此,研究交直流系统的暂态电压稳定性具有重要意义。文中介绍了暂态电压稳定性研究的主要内容,如暂态电压稳定性的影响因素、分析方法、稳定判据等,回顾了近20年来暂态电压稳定性问题所取得的研究成果,提出了交直流系统中预防暂态电压失稳事故的措施,并对多馈入交直流电力系统暂态电压稳定机理、负荷模型等问题进行了探讨。

混合交直流电力系统的非线性调制策略

针对大扰动情形, 文中提出了一种用于改善多机交直流混合电力系统(有多条直流线路落点于其中)暂态稳定性的非线性控制方法。该方法基于微分几何理论,并将直流输电系统等效为两个分别连接在整流侧和逆变侧的变导纳支路。在推导出直流输电系统的等效变导纳与各发电机输出电磁功率间的解析关系后,传统的发电机动态方程可被表示成仿射非线性的形式,因而可应用全局线性化方法来求得其控制变量。本文方法的主要特点在于,所求得的调 制功率是一个交流系统状态的自适应和非线性函数,它可通过局部的反馈信号和少量来自其它发电机的信号来实现。文中以一个双馈入直流输电系统为测试对象,给出了所提控制器的设计过程和基于测试系统的仿真结果。

多馈入交直流电力系统研究中的相关问题

介绍了大扰动下多馈入交直流电力系统中的一些相关问题 ,如换相失败后直流输电系统的恢复、交直流电力系统的功角及电压稳定性、直流控制器间的相互作用和协调以及直流功率调制等。回顾了近年来针对这些问题所取得的研究成果 。

一种交直流电力系统潮流计算实用新算法

目前得到大量应用的交直流电力系统潮流计算方法主要包括顺序求解法和同时求解法,该文针对目前已经发表的算法的优缺点进行分析和总结,指出其中一些算法在潮流程序中实现时可能会遇到的问题。为解决这些问题,提出一种数学概念清晰、程序实现简单的基于牛顿拉夫逊法的新的交直流电力系统潮流计算处理方法。该算法在程序实现过程中和交流潮流在形式上完全统一,不需要在形成雅克比矩阵时根据不同的运行方式对直流部分作任何的方程重构和预处理,可直接得到直流系统各个运行变量随系统运行状态改变而变化的情况;当处理直流线路运行控制方式改变时,该算法显得更加简单,易于实现。这个算法已被应用在稳定及潮流分析工具中,计算结果正确。

大规模交直流电力系统电磁暂态仿真高效建模方法

为克服机电暂态仿真无法描述交直流混合电力系统非基波或不对称特性的局限性,急需高效的大规模电力系统电磁暂态建模方法。针对实际高压直流输电换流站主接线方式,文章首先简化了阀组模型并说明了对应简化模型的输电线路模型,大大减少了模拟换流站而利用的计算资源;其后介绍了适用于基于文本转换的电磁暂态快速建模技术的模型定义方法,该模型充分利用了矩阵计算,易于初始化且提高了计算速度。以一个两区四机系统验证了采用所提简化直流模型的精确性与自定义模型的有效性,以南方电网主网等值系统为例说明了大电网电磁暂态建模的步骤,并提出了提高机电暂态仿真精度的建议。

大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题

针对大规模交直流电力系统仿真计算中涉及到的几个相关问题进行了讨论。指出用于大规模交直流电力系统仿真计算的最有效的工具是带有用户自定义功能的交直流电力系统数字仿真程序 ,传统的动模试验和最新出现的实时数字仿真器并不适合于对大规模交直流电力系统进行系统研究。通过考察直流输电换流器准稳态模型导出的条件 ,阐明了直流输电换流器的准稳态模型在交流系统不对称故障期间是不适用的。论证了影响逆变器换相失败的因素有多个 ,重点研究了触发越前角、换流站交流母线电压跌落 ,直流电流增大以及换流变压器短路阻抗等因素对换相失败的影响。通过实例论证了交流系统故障时直流输电系统的动态响应特性 ,必须在仿真过程中通过对直流输电系统及其控制器的行为进行精确的仿真计算才能得出 。

提高交直流电力系统稳定性的HVDC模糊逻辑控制器

提出一种附加在高压直流 ( HVDC)系统上的辅助型模糊逻辑控制器以提高交直流互联电力系统稳定性。在控制器的设计中应用能量函数法 ,通过增大振荡的减速能量来提高系统的稳定性水平。借助于 HVDC线路的快速控制能力 ,采用模糊规则平滑地调整 HVDC输送的功率 ,并使用自适应控制技术以提高控制器的稳定性。在 4机和 8机交直流电力系统上的仿真结果表明 ,该控制器在平抑系统小信号振荡的同时也可在一定程度上改进系统的暂态稳定性。

交直流电力系统区域振荡混合控制策略

通过计算模式阻尼比对机组有功出力和直流线路有功功率的灵敏度,得到参与振荡模式的关键机组和直流线路。提出基于阻尼比灵敏度的由机组出力调整和直流传输功率调整两部分组成的混合控制策略,以此抑制大区域电网的区域功率振荡。在软件DIgSILENT中搭建了8机交直流电力系统,通过策略实施前后的结果对比,表明所提控制策略能够有效地抑制交直流电力系统的区域振荡,提高了系统的稳定性。

一种多时间尺度降阶原则及其在交直流电力系统中的应用

基于奇异摄动理论及矩阵特征值扰动定理,推导得出多时间尺度系统在小扰动作用下,采用忽略快动态或固定慢动态降阶时,降阶前后系统静态稳定性的一般规律,并给出一种使该稳定性规律成立的奇异摄动参数范围的计算方法,从而提出一种小扰动作用下多时间尺度系统的降阶原则,该降阶原则能保证降阶前后系统的静态稳定性一致。建立交直流电力系统中典型电力电子元件的开关周期平均奇异摄动模型,并运用所提出的降阶原则,对简单交直流电力系统进行降阶研究。降阶前、后系统在小扰动作用下的时域仿真结果证明所提出的降阶原则是有效的,能应用于交直流电力系统静态稳定性分析。

交直流电力系统分割并行电磁暂态数字仿真方法

针对直流输电系统拓扑结构变化频繁的特点,提出一种交直流分割并行的电磁暂态数字仿真方法,避免了直流输电系统拓扑结构变化对电力系统其他部分的影响。在CIGRE标准算例上所做的测试表明,该方法计算结果正确,计算速度快。该方法具有计算效率高、网络分割灵活等特点。该方法的提出和实现,为进一步解决直流输电系统的电磁暂态仿真的实时性及采用数字仿真系统进行直流输电控制保护装置的闭环仿真试验奠定了基础。

交直流电力系统关联测量分散励磁控制

介绍了交直流电力系统关联测量分散励磁控制的建模方法和控制规律的求取,所得控制规律既可以分散实现,又能保证全局稳定且性能最优。通过一个典型交直流电力系统(EPR I-36系统)的小干扰稳定计算和暂态仿真表明,关联测量分散励磁控制下的闭环系统在功角稳定性、电压调节精度以及小干扰稳定性方面均优于常规励磁附加PSS。从特征值比较看,关联测量分散励磁控制下的小干扰稳定性可以接近全状态量反馈控制时的性能。

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。

基于GPU的交直流电力系统暂态稳定双层并行仿真

我国交直流电力系统的日益扩大与复杂化对暂态稳定仿真的速度与精度提出了更高的要求。为此,提出了一种基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)计算平台的暂态稳定双层并行算法。第一层为'交-直并行',考虑直流系统动态的独立性,将交流系统与直流系统解耦,分别部署在CPU和GPU上计算。第二层为'直流系统时间并行',直流系统在小步长下采用详细模型仿真,进一步在时间并行算法的框架下,使用GPU模拟实现了流水线计算,可灵活设置流水线条数,对多个直流系统多积分时步并行求解。最后,使用2个算例验证了该算法的有效性与实用性。计算结果表明:该算法可有效提高计算速度,为交直流系统稳定分析提供了新的解决思路。

交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研究新进展

综述了以电力系统分析软件为基础的交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研究的新成果。在仿真方面的新成果有电力系统机电暂态-电磁暂态混合仿真、机电暂态-中长期动态全过程仿真、大规模电力系统小扰动稳定性计算、短路电流计算、静态电压稳定计算、最优潮流计算等;在建模方面的新成果有发电厂电力系统模型、发电机励磁和调速系统新模型、风力发电、直流输电系统模型、FACTS装置模型、负荷模型、保护与控制系统模型等。这些研究成果丰富和完善了交直流电力系统仿真能力,进一步提高了我国电力系统仿真与建模的技术水平。

基于PSCAD的交直流电力系统故障仿真

本文简单介绍了电力系统暂态仿真软件PSCAD的功能、元件库和仿真程序执行的过程。在PSCAD中进行了交直流电力系统的建模,并以一个双电源环形网络为例在PSCAD中进行了故障仿真,并对仿真结果进行了分析。

并网大容量调相机对交直流电力系统无功电压灵敏度的影响

交直流电力系统的无功电压灵敏度是衡量交流子系统与直流子系统交互作用,指导无功优化控制的重要指标,新一代大容量调相机在我国特高压直流送受端的逐步推广,给现有的无功电压灵敏度计算方法带来了挑战。为此,基于交直流电力系统线性化潮流方程,提出不同类型节点间的无功电压灵敏度计算方法,分析PV节点无功电压灵敏度的物理意义。以EPRI 36节点系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性。

交直流电力系统非线性鲁棒直流调制控制器设计

随着"西电东送、全国联网"战略的实施,大区之间通过交直流并列运行输电系统实现电网互联。性能优良的直流调制控制器可以快速有效地调节直流联络线的输送功率,减轻交流输电系统的暂态输电压力,以提高交流系统的动态性能。以交直流并列电力系统为研究对象,采用基于扩张状态观测器的动态反馈线性化方法,将系统的非线性数学模型动态补偿为一个伪线性系统,然后利用线性鲁棒H,理论进行控制器综合。仿真试验表明,当交流联络线发生三相短路故障时,给出的控制器能够有效抑制两侧交流系统的功角振荡,且对于系统不确定性表现出良好的鲁棒性,从而使整个交直流电力系统的暂态稳定性得到改善。与基于精确反馈线性化方法的非线性控制器相比,具有更为优越的动态品质。

基于注入电流模型的等值法交直流电力系统潮流计算

将电流注入模型引入交流等值法求解交直流电力系统潮流的过程,既保留了传统牛顿型等值法的收敛性,同时又减少了每次迭代的计算量。考虑到换流变压器实际变比的离散性,提出了一种一次性调整分接头的方法,提高了功率因数,减小了系统网损。算例验证了文中方法的有效性。