满足全运行域振荡约束的跟网-构网组合控制及优化配置

弱电网条件下,跟网型变流器存在宽频振荡风险,而构网型变流器的振荡稳定性相对较好。随着构网型变流器在现场得到逐步应用,有必要研究两类变流器的优化配置问题。首先,提出了两种改善新能源场站弱电网振荡稳定性的跟网-构网变流器组合控制方法;其次,基于阻抗稳定性分析结果,定义了变流器并网系统的振荡安全域,并提出了基于多项式拟合的振荡安全域边界快速求解方法;然后,考虑全运行域振荡稳定约束和经济性约束,提出了跟网-构网变流器容量优化配置方法;最后,通过电磁暂态仿真进行了验证。结果表明,所提多项式拟合方法能够准确、快速地求解振荡安全域边界,所提组合控制和优化配置方法能够确保新能源场站在全运行域下保持振荡稳定。

多能微网阶段化多模式混合仿真关键技术综述

能源互联网已经成为我国能源生产和消费革命强大的推动力,它将智能微网技术和多能协调互补等核心技术集成应用,多种能源形式的"源-荷-储"交叉共建,使得能量转化、传输机理和系统运行特性复杂.现有热力、电力等能源系统的计算方法和仿真手段分别针对一种独立能源系统,不能满足多种不同能源耦合和交互机理、多能系统组网运行及控制特性的计算分析需求.总结评述了作为多能系统仿真基础的微电网和非电能源系统仿真技术现状,分析和概括了多能系统根本特征、仿真要点和难点,进一步提出了阶段化、多模式混合仿真思想,概括了其中的关键技术,以期充分利用现有能源设备-系统仿真模型和算法基础,建立适用于多能源系统动态、暂态仿真分析技术,并以典型的冷热电联供为例说明段化多模式混合仿真技术在多能系统中的应用.

新能源汇集系统短路故障清除后的暂态过电压机理

新能源汇集系统交流短路故障后产生的非工频暂态过电压可能导致新能源机组大规模脱网甚至损毁,这已成为制约新能源汇集系统送电极限的决定性因素.基于华北地区典型新能源汇集系统构建算例系统,分析短路故障下的暂态过电压形态特征,阐明易产生暂态过电压的系统参数条件,建立数学模型进行定量研究,利用RLC电路的全响应理论解释产生暂态过电压的本质原因.分析结果表明,短路故障清除后新能源汇集系统的电路固有谐振过程是导致暂态过电压的主要原因之一.

风机惯量支撑对电网频率跌落特性的影响

大型同步电网中新能源渗透率日益增长,不具备惯量响应能力的新能源机组可能会削弱系统的惯性。针对这一问题,学者们提出了多种风机惯量支撑方式,并在IEEE标准算例系统中验证了风机惯量支撑的效果,但关于风机惯量支撑对同步大电网频率暂态稳定性影响的研究较少。为此,首先从故障时间梳理、典型算例仿真和数学模型分析三个角度出发,分析了新能源渗透率提升后同步大电网发生功率缺额事件的频率跌落特性。然后以此为基础,研究了风机惯量支撑对大电网频率跌落特性的影响。最后分析了风机同时进行惯量和一次调频支撑时,惯量响应对一次调频发挥功率支撑作用的影响。研究结果表明:不同的风机惯量支撑方式对系统频率跌落特性的影响差别较大,某些惯量支撑方式可能会加剧大电网频率跌落的幅度。

国网冀北电科院 刘辉 新能源主动支撑方向的领航员

构建大规模新能源接入的新型电力系统,全面支撑碳达峰、碳中和目标实现,是能源行业的一场全局性变革。作为“大规模新能源主动支撑控制技术”科技攻关团队带头人,国网冀北电科院副院长刘辉带领团队主动迎接这场变革,开展了大规模交直流系统电磁暂态仿真、宽频振荡分析与抑制、虚拟同步机运行与控制等多项前沿领域技术攻关并取得突破性成果。

一种模块化多电平换流器动态组合实时仿真模型

模块化多电平换流器(MMC)具有低谐波、低开关损耗、模块化等优点,已在国内外多个柔性直流输电工程中投入运行。数字实时仿真可对MMC控制与保护装置进行硬件在环测试,对保障交直流系统安全稳定运行具有重要意义。因具有高度并行计算能力,现场可编程逻辑门阵列(FPGA)常在实时仿真器中用于MMC模型计算。随着交直流仿真系统中MMC数量的增加,FPGA逻辑计算资源的消耗也成倍增长。在单个仿真计算步长内,元件模型计算与系统电路矩阵计算为顺序执行关系,因此MMC计算单元在周期性运算中存在闲置时间。文章提出了基于桥臂等效电路模型与桥臂平均值模型的动态组合实时仿真模型,FPGA中的MMC计算单元可以在元件模型计算与矩阵求解阶段中复用,实现MMC逻辑资源的优化利用,大幅降低仿真硬件成本。文章在PSCAD/EMTDC离线仿真环境验证了算法的准确性,并在包含FPGA的多核片上系统中实现了三端柔性直流输电系统实时仿真。

新能源汇集系统单瞬故障清除后的非全相运行过程工频过电压

电网运行部门的试验和仿真结果表明,在单相瞬时性接地故障后的非全相运行过程中,系统会出现工频过电压,且这类过电压是目前电网运行部门确定新能源汇集系统送出极限需考虑的制约条件之一。为分析非全相运行过程中的工频过电压问题,基于典型新能源汇集系统参数,建立了非全相运行过程关键节点三相电压的数学模型,研究了新能源汇集系统功率水平、送出线路长度等因素对工频过电压幅值的影响规律;然后分析了非全相运行期间工频过电压的严重性,并通过控制器硬件在环仿真验证了理论分析结果。研究结果表明:新能源有功/无功输出水平是影响工频过电压幅值的关键因素,有功输出增加会使得三相电压中最高相电压升高,最低相电压降低;容性无功输出增加会同时抬升三相电压;若新能源汇集地区有功输出水平未达到静态电压稳定极限,且新能源机组/无功补偿装置未增发容性无功电流,则非全相运行过程中的工频过电压水平不会达到触发系统线路保护动作的水平。

应力测量法调整容器法兰螺栓预紧力的方法

介绍采用应力测量法调整高压容器大型法兰螺栓预紧力的原理和方法。

绿色消费理论及其实践意义探析

厘清绿色消费内涵,对使用绿色产品、打造可持续循环生态系统、建立可持续消费机制有一定的借鉴价值。绿色消费理论对实现经济社会发展和生态保护协同并进具有重要意义。理解绿色消费理论的实践意义,不仅有助于推进新时代中国特色社会主义消费绿色化进程和巩固社会主义经济制度基础,还可以规范引导消费市场并推动绿色产业链发展。

环芯法测量大型电站转子残余应力

介绍用环芯法检测电站转子残余应力的原理及具体操作方法,以实例说明环芯法测量的效果。分析结果表明,采用环芯法能够准确反应电站转子残余应力的真实水平。

基于短路比指标的风电汇集系统稳定性分析

短路比(SCR)是一种描述“系统强弱”的指标,目前电力系统运行部门正在探索应用SCR指标评估风电汇集系统稳定性的方案。为探究SCR在风电汇集系统稳定性工程化评估过程中的价值,分析SCR指标的适用范围与条件,基于主流风电机组厂家控制器实物开展研究,考虑实际风电机组特性,分析应用SCR指标评估风电汇集系统静态电压稳定、暂态过电压和次/超同步振荡3类稳定问题的适用性。研究发现:提升系统SCR指标可不同程度地缓解上述3类稳定问题的严重程度;若在评估过程中不考虑风电机组的特性差异,则SCR指标难以准确反映上述3类问题的系统稳定裕度。

电科院 科技创新敢为人先 做新型电力系统科研排头兵

构建新型电力系统是推动能源转型、助力“双碳”目标实现的关键路径。作为支撑国网冀北电力有限公司新型电力系统建设的“先行者”“排头兵”,国网冀北电科院敢闯敢试、敢为人先,全力打造坚强科技支撑力量,积极服务清洁能源消纳,为支撑建设“绿色、安全、智能、开放”的新型电力系统示范区展现责任担当。

高压水下应变测试技术

介绍某核电压力容器水压试验期间内壁应变测试技术及应力计算方法。

变流器组网多时间尺度特性及其模型分细度仿真应用

多变流器并网、组网运行和控制涉及宽时间尺度过程,新形态的动态和稳定问题也随之出现,仿真技术常被用于上述问题的研究。然而不同细度模型的功能、性能和适应性存在差异,仿真前应根据需要研究或体现的物理过程或现象评估被仿真过程蕴含的时间尺度,并选用合适细度的模型。该文总结、评述了含多变流器电网仿真技术研究、应用现状和发展趋势,以常规多电平电压源变流器(VSC)和模块化多电平变流器(MMC)为例,分析变流器组网与控制共性特征,基于主电路和控制各环节响应时间特性,分析变流器组网多时间尺度动态特性及时间尺度划分,讨论变流器模型细度与仿真需求、主导物理过程时间尺度匹配问题,总结4种常见细度变流器模型的适应性及其在电力系统场景下的应用,并以仿真测试验证了变流器组网时间尺度分析的正确性,直观给出了不同细度模型和仿真的适应性。