考虑暂态稳定约束的临界割集功率传输极限和发电经济调度

保证暂态功角稳定性的实用动态安全域 (PDSR)边界 ,可由注入功率空间上描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的平面和描述暂态稳定性临界点的 1个或少数几个超平面围成。后者所包含的每个超平面对应着 1个且相异的临界割集。计算PDSR时可以计及系统元件的复杂模型。文中在PDSR的基础上推导出临界割集功率传输极限 (PTLCC)的表达式 ;通过理论和实例分析表明 ,PTLCC不是常数而是在一定范围内变化 ;并且提出了精确计算最大PTLCC(即可用传输容量 )的数学模型和考虑暂态稳定约束的发电经济调度模型 ,它们皆为线性规划问题 ,易于求解。求取最大PTLCC的算法简单、实用 ,可在线使用 ,并且被优先选择的节点的有功变化对系统稳定性的影响较小 ,这为运行人员提供了有用的信息。

交直流并联输电系统实用动态安全域研究

通过改变发电机节点有功功率、电压幅值以及负荷节点有功功率、无功功率可得到满足暂态功角稳定性的临界点。在给定事故、直流功率及控制方式下,交直流并联输电系统的保证暂态功角稳定性的实用动态安全域边界,由描述各节点有功功率及无功功率或电压幅值(对应于发电机节点)上、下限的垂直于坐标轴的平面和极少数几个分别对应于不同失稳模式的临界点的超平面(简称为临界面)围成。在相同故障、失稳模式、直流控制方式下,分别对应于不同直流功率的临界面间具有近似平行性,并且它们的空间几何距离与直流功率的改变量成正比。因此直流功率可以作为临界面方程的一个有功功率变量。通过观察拟合得到的临界面方程系数可以看出,临界群中各节点的有功功率、发电机节点的电压幅值的变化将显著影响系统的暂态功角稳定性,而负荷节点的无功功率变化对系统的暂态功角稳定性影响很小。

向家坝—上海特高压直流系统孤岛运行方式

向家坝—上海±800 kV特高压直流在失去与四川主网全部500 kV联络线后,将进入孤岛运行。为此,讨论了向-上直流进入孤岛和孤岛运行两种运行方式下的控制策略,提出了孤岛运行对某些的交换功率限制,以及孤岛运行时的通信系统配置和频率控制器模型及参数。对进入孤岛及孤岛运行时的多种故障的仿真表明,在设计的频率控制器作用下,向-上直流可以保持稳定运行。

电力大系统实用动态安全域

通过对一个实际电力大系统的研究表明 ,在一些重要的预想事故下 ,保证暂态功角稳定性的实用动态安全域 ( PDSR)边界 ,可在注入功率空间上由描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的平面和描述暂态稳定性临界点的超平面围成。实用动态安全域边界超平面是针对实际电力大系统 ,利用数值仿真法搜索大量的临界点 ,并通过最小二乘法拟合得到的 ,因而它表征了真实系统的安全稳定特性 ,其误差可以满足工程应用的要求。同时对于复杂电力大系统可以利用关键节点来降维表示 ,其实用动态安全域易于表达、使用和可视化。在线应用时不仅可以确定在给定的注入下发生相应的事故后 ,系统是否可以保证暂态稳定 ,而且可以通过解析计算或观察得出注入功率空间各个方向上的稳定裕度 。

特高压直流输电系统规划设计

特高压直流输电系统具有电压等级高、输送容量大、输电距离远、运行控制灵活等特点。数量众多的±800k V直流输电工程相继建成投运和持续安全稳定运行,标志着特高压直流输电技术已经成熟,具备大规模应用的条件。针对特高压直流输电系统对环境以及电网安全的影响等焦点问题,在总结国内外特高压直流输电技术特点的基础上,阐述了特高压直流输电系统规划设计中应关注的站址选择、环境影响、技术方案、安全稳定等方面的关键问题和解决思路,以提高工程的经济性和电网运行的可靠性。研究表明,伴随着电力电子技术的快速发展,特高压直流输电作为一种成熟适用技术,其电压等级、输电规模将进一步提升,新型换流技术的应用也将成为可能。

暂态功角稳定不稳定平衡点类型和临界割集数量的对应关系

电力系统暂态功角失稳模式同相关不稳定平衡点密切相关。鉴于电力系统失去暂态功角稳定时总是伴随着电力网络的某个或某些临界割集上支路角度急剧地、过大地增长,人们已经认识到电力网络中存在临界割集与系统模型中存在不稳定平衡点是等价的,并提出了用于电力系统暂态功角稳定分析的割集稳定准则。为了使人们能够放心地、正确地运用与临界割集相关的稳定准则,本文以电力系统结构保留模型为基础,从理论上推导出暂态功角稳定不稳定平衡点为i型的当且仅当事故后电力扩展网络中存在i个临界割集。利用上述结论,可以很容易地将割集稳定准则应用于多群失稳的情况,以消除原准则的保守性。

特高压直流输电系统成套设计及其国产化

特高压输电具有远距离、大容量、低损耗的优势,是实现能源资源优化配置的有效途径,能够取得良好的社会经济综合效益。发展特高压电网可以推动我国电力技术创新和电工制造业的技术升级。在我国电网的“十一五”规划中,直流特高压将与交流特高压共同发展,最终成为全国骨干网架的重要组成部分。本文介绍了高压直流输电系统成套设计的国产化历程,分析了特高压直流输电系统成套设计的关键技术问题,并简述了当前特高压直流输电系统成套设计的主要研究内容。通过解决关键技术问题,实现对原有常规高压直流输电系统成套设计引进技术和成果的消化、吸收、再创新,国内将具备独立承担特高压直流输电工程的系统研究和成套设计能力。

均压球长油隙绝缘计算与试验研究

本文中作者为分析线装置绝缘结构的可靠性,建立了均压球长油隙电场仿真有限元计算模型,对其不同形式的绝缘结构进行对比分析,并搭建均压球长油隙放电试验平台,开展试验研究。

±660kV中蒙直流工程送端孤岛运行方式最小功率启动研究

直流输电系统为快响应特性系统,且存在最小电流运行方式对应的最小输送功率,以保证直流系统正常换相不发生断流现象;火电机组有慢响应特性,达到额定功率需要较长时间,因此送端孤岛运行方式下直流解锁过程与火力发电厂机组特性要相互协调配合。对送端系统孤岛运行方式下±660kV中蒙直流系统最小启动容量的选择和影响因素以及解锁过程进行了分析,提出需要注意直流解锁过程中引发的自励磁现象,结论可为规划阶段送端电源组织方式和投产后系统运行方式的制定提供参考。

换流变压器原理样机电磁振动与噪声研究

针对换流变压器噪声超标问题,采用6台20 kVA、220 V、阻抗18%的单相四柱式变压器(仅器身),与两套6脉波整流桥一起,连接成12脉波整流装置,模拟高压直流输电系统中的整流站.运用实验方法测定各种工况下单台换流变压器的振动和噪声,对实验数据的分析表明,阀侧绕组高次谐波电压是导致换流变压器的振动及噪声加剧的主要因素.进而提出在换流变压器阀侧并联电容的方案,通过该电容减小阀侧高次谐波电压,从而降低换流变压器的振动及噪声.实验结果表明该方法降噪效果明显.

±800kV向家坝—上海特高压直流输电工程谐波阻抗等值研究

谐波阻抗等值在很大程度上决定了换流站交流滤波器的配置方案,直接影响换流站的平面布置、占地、投资等技术经济指标。在完善发电机、变压器、滤波器、线路等电气元件阻抗频率模型的基础上,采用NIMSCAN阻抗频率扫描程序对向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程进行了谐波阻抗等值计算。对两端电网典型运行方式及开断方式进行了优化,等值中考虑的最严重运行方式为N-2方式,并对3、5、7次及高次特征谐波进行分区统计处理。采用详细的元件阻抗频率模型和分区统计可显著减小各次谐波阻抗、进而优化滤波器设计并简化滤波器配置方案。

背靠背换流器控制策略的比较与分析

结合直流工程的实际设计和运行经验,对背靠背换流站工程中逆变器的3种控制策略进行了分析研究。背靠背换流站工程中逆变器的控制策略有3种:第1种为定阀侧空载直流电压控制,即阀侧空载直流电压恒定,通过调换流变压器分接开关,由熄弧角控制直流电压;第2种为定熄弧角控制,即熄弧角恒定,通过调阀侧空载直流电压控制直流电压;第3种为熄弧角带宽控制,即使熄弧角在17°～19.5°范围内变化,直流电压恒定,当熄弧角超出该范围时,通过调节换流变压器分接开关改变阀侧空载直流电压,使熄弧角回到17°～19.5°范围内。从换流变压器阀侧空载直流电压、换流变压器参数、换流站无功功率损耗以及系统运行参数4个方面进行比较,指出定阀侧空载直流电压控制在减少换流变压器分接开关档位、降低分接开关动作次数和提升紧急功率方面具有一定的优势,这一结果对选择背靠背直流系统控制策略具有借鉴意义。

换流站交流母线检修时的暂时过电压分析

我国常规直流工程的换流站交流母线广泛采用3/2断路器接线方式,运行期间可能会出现交流母线一条检修、另一条运行的状态,而对应的暂时过电压水平未作为换流站绝缘配合的设计依据,因此有必要对其进行校核,进而确定换流站无功大组所在间隔的暂时过电压水平是否会超过设备的耐受能力以及对应的限制措施。结合三峡电力外送直流输电工程的具体情况,利用电磁暂态仿真程序EMTDC,对换流站交流母线一条检修、另一条运行状态下无功大组所在间隔的暂时过电压水平进行了仿真分析。分析结果表明,在这种工况下无需考虑限制暂时过电压的特殊措施,即可保证换流站的安全运行。该结论可作为电网运行部门安排换流站交流母线检修的依据。

特高压直流工程换流变压器直流耐压试验放电故障研究

本文中作者介绍了某±800kV特高压直流工程中一台换流变压器在进行直流耐压试验时发现的异常现象,分析了内部故障的原因,并提出了对后续在制产品的改进措施。

基于量纲分析的油浸式变压器热点系数算法研究

本文中作者通过综合考虑绕组损耗及油流特征,推导出了适用于不同绕组的热点系数算法,并通过对比验证了该方法的有效性。

交流系统改接线对葛洲坝换流站运行的影响

根据三峡送出系统规划葛洲坝换流站交流系统将改行接线,接入三峡系统,其电网结构、换流站正常运行电压、背景谐波、谐波阻抗等条件都发生重大变化,需要校核新条件下的阀短路电流、无功控制、交直流各种运行方式下交流滤波器的性能和稳态额定值。为此结合原葛南直流系统设计参数和新的系统条件,重新计算了换流阀短路电流,采用无功控制计算程序重新校核了滤波器的投切点,对新的网架进行了谐波阻抗等值,对改接线后葛洲坝换流站交流母线背景谐波电压进行了24h连续监测,校核了各种运行方式下的滤波器性能和定值。葛洲坝换流站交流系统改接线校核计算表明,除个别极端运行方式外,葛南直流系统在新的接入系统条件下均能保证安全稳定运行。

±660kV直流输电工程过电压与绝缘配合

宁东—山东±660kV直流输电示范工程中过电压与绝缘配合研究是工程的关键技术之一,对工程的可行性、可靠性、经济性有较大影响。文章针对宁东—山东±660kV直流输电工程绝缘配合主要特点,结合具体的过电压电磁暂态仿真研究了系统工频、谐振、操作和雷电过电压水平,并根据计算结果提出换流站设备要求的绝缘水平,为工程设备配套提供依据。

青藏交直流联网工程项目管理案例

引言 青海一西藏750kV／±400kV交直流联网工程项目（简称交直流联网项目）面临着高原高寒地区冻土基础施工困难、高原生理健康保障困难和高原生态环境极其脆弱三大难题。为应对上述难题、如期实现项目目标，在项目管理中采用标准化、模块化、流程化的管理方式，规范过程管理，对项目范围、进度、成本、质量、沟通、风险、采购和项目集成等工作进行了有效管理，产生了大量的技术与管理创新成果。在项目建设中应用、总结的科学管理方法，也可为类似项目建设提供借鉴和参考。

新一代±800kV/8GW特高压直流工程换流阀晶闸管设计优化

新一代标准化±800 kV/8 GW特高压直流工程对换流阀晶闸管性能及可靠性提出更高要求。通过分析新一代标准化特高压换流阀设备的性能提升需求,明确了晶闸管产品的性能参数优化目标;在以往工程晶闸管研制的基础上,研究了进一步提升电流性能、降低通态压降、提高动态参数一致性及安全裕度的优化设计与工艺改进方法,完成了2种国产技术路线的新一代标准化±800 kV/8 GW特高压直流工程用8.5kV/5500 A晶闸管产品设计,并通过专项试验对比分析不同技术路线晶闸管产品的性能特点。研究及试验结果表明,经优化设计后,2种国产晶闸管产品的通态压降与通流特性均得到提高,动态参数一致性更优,安全裕度进一步提升,2种国产晶闸管产品均能够满足新一代特高压工程要求。