南方电网直流闭锁故障时受端系统电压稳定问题分析

作为南方电网的受端电网和负荷中心,有多条交直流落点从云南、广西、贵州送端电网馈入广东电网。对交直流并联电力系统中的直流双极闭锁故障导致的动态电压稳定问题进行了研究,分析和讨论了动态无功补偿装置、紧急切除线路高抗、保留直流故障线路处电容器组策略,以提高直流闭锁故障时的暂态电压稳定性,通过仿真分析对三种策略进行了研究和比较,对各策略进一步的研究重点及存在的问题给出了建议。

限制广东500kV电网短路电流运行方案

500kV主网短路电流超标问题已成为广东电网近年来运行最突出的问题之一。对于开关设备不能及时更换的超标站点,只能暂时通过分层分区供电、分母运行、断开或跳通线路等措施,从系统运行方式安排上进行限制,将短路电流水平降低至安全合理的水平。以2009年广东500kV电网以及其中的鹏城站为研究对象,从短路电流降低效果、实施的可行性、潮流分布、N-1、系统可靠性等方面,对降低短路电流的各种运行措施进行了计算和研究,提出了相对较优的限制短路电流运行方案。

基于环网电气耦合指标的运行方式组合方法

为保证继电保护装置在不同系统方式下满足灵敏度和选择性的要求,在整定计算过程中,必 须进行运行方式组合,确定其中较为苛刻的方式。随着高压电网不断发展,交错嵌套、纷繁复杂的 环网结构给整定计算中运行方式组合算法提出了新的挑战。分析了对定值影响较大的典型环网拓 扑结构变化,提出了一种基于环网电气耦合指标的运行方式组合新方法。算法根据2个环网耦合 指标有选择性地考虑了环网断开对定值的影响。大量实际工程算例证明了这种方法能有效提高保 护定值准确性和整定计算软件的效率。

继电保护整定计算中故障计算模型的选择与比较分析

计及运行方式变化的故障计算的快速实现是提高继电保护整定计算工作效率的关键。根据整定计算中故障计算的特点,基于节点阻抗矩阵,提出了计及运行方式变化的大批量故障快速计算的实现方法,通过涉及节点集的合理选取和阻抗矩阵的分级存贮,实现阻抗矩阵的最小修改,从而达到故障计算的快速及实用性要求。并从时间复杂度的角度分析和比较了基于节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的故障计算在整定计算中应用的差异。

计及厂站方式切换的快速故障计算方法

在计及厂站方式切换、线路检修等多个元件的运行方式同时发生变化时,继电保护整定及故障计算的速度会明显下降。为此文章提出了一种计及厂站方式切换的快速故障计算方法,采用基于节点阻抗矩阵的故障计算模型,通过预先形成不同方式下的厂站单点或两点Π型等值网络参数,将厂站方式的切换转变为等效的简单网络操作。同时结合整定计算的特点,对支路追加顺序和故障计算涉及节点阻抗矩阵元素的修改次数进行了优化,采用了一种分层降阶的涉及节点阻抗矩阵修改方式。算例和实际电网计算结果表明该方法有效减少了阻抗矩阵元素的修改次数,提高了故障计算的速度及大型复杂电网整定计算软件的效率。

基于厂站方式灵敏系数的运行方式组合方法

结合高压电网整定计算中所关心的厂站结构特点,将其内部元件方式的变化看做一个整体单元的参数切换。根据整定计算所需要的故障计算量,引入了2类厂站方式灵敏系数。通过预先确定对故障电流和配合系数影响较大的厂站及其方式,能够有选择性地考虑厂站方式变化对保护定值的影响并进行相应的故障和整定计算,从而有效减少不必要的组合方式及故障计算量。实际工程算例表明该方法能有效提高保护定值的准确性和整定计算软件的效率,具有较好的实用性。

2009年广东电网动态稳定问题分析研究

以2009年广东电网夏季大方式及小方式数据为基础,研究了广东电网内的弱阻尼振荡模式,对重要地区机组的PSS投、退进行了灵敏度分析,揭示了广东电网内动态稳定性薄弱的地区,优化了广蓄B厂机组PSS增益定值,另外,采用综合负荷模型,对广东电网内振荡模式及广东电网与外网区域振荡模式进行了研究,并同静态负荷模型结果进行了对比,给广东电网PSS现场试验、运行及励磁参数实测工作提供了依据。

母线综合阻抗计算时的网络拓扑分析算法

考虑到系统内元件运行方式变化的影响,母线综合阻抗计算往往需要对该母线上连接的线路进行轮断。对于辐射线路上的终端母线,必须首先通过拓扑分析确定其对应的系统侧轮断母线。基于系统等值网络参数描述的电气物理路径分析,提出了母线综合阻抗计算时的网络拓扑分析算法。算法结合了物理网络拓扑和几何网络拓扑,通过电气物理路径判断,剔除了无效的几何路径搜索方向,保证搜索方向始终指向系统侧,从而有效避免了辐射分岔支路的深度搜索以及回溯的复杂性。研究和算例证明该算法能准确、快速地判断终端母线并搜索其对应的系统侧轮断母线。

一起相间接地短路故障引起的负荷损失事故分析

分析和研究了一起复杂相间接地短路故障引起的大量负荷瞬间损失事故。根据能量管理系统(energymanagement system,EMS)的事故追忆、功角测量装置(phasor measurement unit,PMU)的波形及故障录波,对事故过程和原因进行了分析。得出负荷损失的主要原因是系统电压在事故过程中瞬间降低,用户侧设备低压、失压保护或脱扣装置动作跳闸所致。采用BPA分析计算软件,对事故进行了模拟仿真,仿真计算结果与实际故障时所采集到电压变化曲线趋势及规律基本一致。最后,对类似事故的防范措施及用户侧低压、失压脱扣装置的管理工作提出了建议。

配电网中计及短路电流约束的分布式发电规划

在配电网中合理规划分布式发电(DG)对充分发挥DG的效益、抑制DG的负面影响具有重要意义。文中研究了配电系统中DG位置和容量规划问题,建立了考虑经济性和安全性的DG规划多目标模糊优化模型。目标函数由DG投资成本最小、系统网损最小和静态电压稳定裕度最大3个优化子目标组成,应用模糊理论将多目标规划转化为单目标规划问题。在模型中计及了短路电流约束,对配电网中计及DG影响的故障计算原理进行了分析。考虑到DG出力具有一定的间歇特点,模型中增加了系统的旋转备用约束,保证任意一台DG退出时。系统具有足够的功率来满足负荷要求。在43节点配电系统中进行了测试．表明了文中方法的可行性。

继电保护整定计算软件的通用性研究

在介绍继电保护整定计算软件一般功能组成的基础上,从运行方式组合、阶段式保护配合计算、保护装置定值项整定计算和定值通知单4个方面对整定计算软件的通用性问题进行了详细探讨,指出将整定原则的可选性与整定原则的自定义相结合是解决整定计算软件通用性问题的一个很好的途径。另外,给出了基于VBScript和Excel技术的通用继电保护整定计算软件的整体解决方案,采用该方案开发的继电保护整定计算软件可大大减小软件维护的工作量,具有很强的通用性和可扩展性。该系统已成功应用于多家省网级和地区级电力系统继电保护部门,应用效果良好。

可用输电容量协调决策的多目标机会约束规划模型与方法

如何合理考虑电力系统内各区域间输电容量的相互制约关系,对网络容量进行优化协调利用,以确保系统安全可靠运行是可用输电容量决策有待解决的重要问题。在此背景下,通过多目标规划对系统各个部分的输电容量进行同步协调决策,以确保最终得出的决策方案不会超出网络承受负载的能力,并避免由于局部输电容量利用过度而导致的整个系统可用输电容量明显下降的问题。首先,以各个区域间联络线累加功率最大为目标,考虑系统安全约束,构造了以最优潮流为基础的输电容量决策的机会约束规划模型,如此得到的最大输电容量中已经预留了适当的输电容量裕度。然后,采用随机潮流嵌入多目标差异进化算法的方法来求解所发展的优化模型。最后,以IEEE 118节点系统为例,说明了所提出的模型和方法的可行性与有效性。

自动电压控制系统对广东电网静态电压稳定性的影响

自动电压控制(automatic voltage control,AVC)系统是现代电网运行中维持电压质量和经济性的重要手段。分析AVC系统调控对广东电网静态电压稳定性的影响对于指导电网安全稳定运行具有重要的意义。文中建立了含二级电压控制作用的广东电网潮流计算和连续潮流计算模型,阐述了对连续潮流法的若干改进策略以提高其鲁棒性和计算速度。评估了正常运行状态和预想故障下AVC系统对广东电网静态电压稳定性的影响程度。结果表明:该系统能够提高广东电网的静态电压稳定裕度。文中研究可为广东电网运行中充分发挥AVC系统作用及维持静态电压稳定性提供参考。

解决超调问题的220kV变电站无功配置方法

针对220 kV变电站单组补偿容量配置偏大、感性与动态无功补偿缺乏引起的电压调控困难问题,提出了220 kV变电站离散与连续相结合的综合无功补偿方案,由一组直接式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)和采用开关柔性控制技术的并联电容器组组成补偿系统。首先构建了变电站无功补偿调压估算模型和指标——无功超调率,该指标揭示了当前变电站无功补偿配置组数有限和单组容量不宜过大之间的矛盾,使得220 kV变电站采用所提的新型补偿方案成为了解决受端系统的稳态电压控制的精度和暂态电压稳定的超调问题的根本出路。算例表明紧急状态下所提方案能给电网提供有效的动态电压支撑。

基于电气耦合路径分析的割支路和割节点辨识算法

割支路和割节点的断开会导致网络产生分离子图,这种特殊的支路和节点往往代表了网络中的薄弱环节或某种优化的分割降维策略,因而在潮流、电压稳定、继电保护整定等电力系统网络计算领域具有重要的意义。以往的割支路和割节点辨识算法大多从几何拓扑的角度,将其转化为局部支路开断后的图的连通性判断。基于阻抗矩阵元素网络等值后的节点电气耦合路径分析,提出一种识别割节点和割支路的物理拓扑判断算法。该算法利用节点阻抗矩阵反映的物理特性,引入了2个简单的数学等式判据。相对传统的图论拓扑分析算法,文中提出的算法简单、直观,具有明确的物理意义,对于理解和研究电力系统网络拓扑结构具有一定借鉴意义。

基于开关变位信息的电网可疑故障元件集识别方法

根据现有的电网故障诊断过程,提出在建立系统元件的开关变位次序图的基础上,采用变位开关附近的改进深度优先搜索法确定停电区域。通过计算变位开关的拒动级别将可疑故障元件依故障概率的大小按顺序排列,进一步提高了故障诊断速度。对开关变位信息在传输过程中发生畸变的情况进行了分析,给出了相应的停电区域搜索步骤。对于电网的单一故障、多重故障以及存在保护和开关多次不正确动作的严重故障,该方法均能快速准确地定位停电区域,并给出精简后的可疑故障元件集。

大容量多馈入直流对广东电网运行稳定性影响的研究

针对广东电网的结构特点,研究了直流通道故障对广东电网安全稳定性的影响。首先,通过对广东电网各直流逆变站的短路比计算,分析了广东电网作为直流受端系统的强度;其次,通过对发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,研究了作为多回直流受端系统的广东电网在发生直流双极闭锁故障时的运行稳定性问题。分析认为:广东电网属于强系统,电网的主要稳定问题是暂态电压问题。提出装设动态无功补偿装置、紧急切除线路高抗、保留直流故障线路处电容器组等策略以提高受端电网的电压稳定性。

广东电网2007春节电压调控存在问题与对策

广东电网感性无功补偿配备不足,春节电压偏高的问题日益突出,为此,从电网结构及春节负荷特性两方面分析了电压偏高的原因,结合2007年春节电压的调控情况,对目前电网在春节调压上存在的问题,提出了相应的解决措施和建议,指出电网电压无功的控制应首先满足电网安全要求,并在增加电网电压调控手段的同时,加快广东电网自动电压无功控制(Automatic voltage control,AVC)系统的建设,逐步实现无功电压优化调度,确保春节调压的安全,达到提高电压质量、经济运行的目的。电压调控应对措施在2008年春节调压中的成功应用表明了措施的正确性及有效性,为今后电网春节期间的电压调控提供了重要的参考价值。

配电网继电保护整定计算中的运行方式搜索

在配电网整定计算中,获得被整定线路所需运行方式对于整定工作有非常现实的意义。针对地区电网运行方式的特点,对电网模型进行了简化,并在此基础上提出电源级别的概念,有效解决了无效搜索的问题。利用改进深度搜索算法,得到搜索路径。

电网继电保护动作仿真软件开发

结合电力网的实际结构及运行特点,利用定值判断法,采用面向对象的程序设计思想开发了基于图形界面的电网继电保护动作仿真系统。该系统可模拟电网在实际故障中的保护动作情况,通过调用故障计算模块得到故障下各保护处测量值,与系统保护整定值进行比较判断,得到保护仿真结果,实现对全网保护整定值的校验。提出了面向装置的距离保护整定值校验思想,保证了保护动作仿真功能的正确性和有效性。该系统通用性好、使用灵活,具有较大的实用价值。