混合多馈入直流输电系统交流故障下VSC暂态调压控制策略

混合多馈入直流输电系统逆变侧发生交流故障,会引起直流电压的跌落和直流电流的增大,严重时可能导致多回输电线路同时发生换相失败。为了依靠MMC四象限运行能力向受端交流系统提供电压支撑,在分析LCC连续换相失败机理和逆变侧交流故障特性的基础上,设计了基于快速无功-电压下垂控制的MMC暂态调压控制策略,并根据不同交流电压跌落程度,分别设计了其无功参考值的选取方法。交流母线电压跌落较小时,利用公共耦合母线电压跌落前后的差值确定MMC无功功率参考值。交流母线电压跌落较大时,通过建立LCC直流电流与MMC无功出力之间的关系,提出了由换相电压–时间面积理论计算抑制LCC后续换相失败直流电流限值的方法,并由此确定MMC外环无功功率参考值。最后,通过对不同严重程度的交流故障进行仿真对比分析验证了所提控制策略的有效性。

基于社团发现理论的关键输电断面辨识

输电断面作为表征电网运行状况的重要特征之一,对系统的安全稳定运行具有直接影响。提出一种基于社团发现理论的关键输电断面识别方法,通过社团发现理论中的GN分裂算法对电网进行深度分区,并将潮流介数指标用于辨识系统关键线路作为区域间联络线,该指标考虑了输电线路中功率传输的方向,并量化输电线路在电网功率传输中的重要程度,克服了网络拓扑介数仅考虑功率按最短路径传输的不足和传统分区方法的区内脆弱线路漏选问题,更契合电网潮流分布的特点。最后,通过安全裕度指标来辨识电网关键断面,突出网络的薄弱环节。IEEE39系统算例仿真结果证明了本文方法的有效性与合理性。

MMC-HVDC系统小信号阻抗建模及稳定性分析

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的小信号模型是分析基于MMC的高压直流输电系统谐振问题的有效手段。MMC在稳态运行时桥臂电流和电容电压中含有各频次谐波分量,具有典型的多频率响应特征,传统建模方法难以反映其复杂的多谐波耦合特性。本文通过谐波状态空间(harmonic state space,HSS)法建立了MMC的频域小信号阻抗模型,建模过程考虑了主电路参数、控制器参数、环流抑制器及延时环节的影响,能够描述MMC内部的多谐波耦合特性,且模型阶数较低,易于编程实现。然后,在此基础上利用交流电网的等效阻抗与换流器等值阻抗特性曲线对交直流系统的宽频振荡机理和系统稳定性进行了分析,并提出了交直流系统稳定性改善的措施。最后,基于MATLAB/Simulink中的电磁暂态仿真模型对所建立的小信号阻抗模型和交直流系统稳定性分析进行了验证。

基于电压变化率的直流输电系统故障点测距方法

高压直流输电系统因其辽阔的空间跨度、部分线路所穿过的恶劣运行环境使得系统存在着一定的安全隐患。根据相关统计,直流系统总故障中约有一半为线路故障,而故障定位的精度又关系到运维人员的工作效率,因此,研究适用于不同故障类型,缩短有关人员巡检时间的故障测距方法具有较大的工程应用价值。本文针对目前直流输电系统的故障测距方法所用电气信息较多,提出仅运用电压暂态行波信息,通过基于直流线路突变量保护所使用的电压变化率信息(分析直流线路电压变化率,并对电压跌落点进行修正),来实现故障点的测距。本文运用国内某直流(下文称C S直流)R T D S模型仿真所得的雷击和接地短路故障样本,验证了所提方法的有效性与优越性。

基于系统聚类和果蝇优化支持向量回归机的配电网理论线损计算

为提高配电网理论线损计算的效率和精度,提出了基于系统聚类和果蝇优化支持向量回归机的配电网理论线损计算方法。先对样本数据进行系统聚类,将样本分成几个内部数据比较相似的群,每群分别建立支持向量回归模型,并用果蝇优化算法动态寻找最优的训练参数,克服了支持向量回归机训练参数选取的盲目性,提高了支持向量回归机的学习效率和计算精度。对两个不同规模的实际配电网进行测算仿真,结果表明,所提方法具有较高的计算精度和实用价值,可以为供电企业快速评估配电网线损提供科学辅助工具。

计及直流控制特性的混合多馈入直流系统交互作用因子计算方法

为评估混合多馈入直流(hybrid multi-infeed high voltage direct current,HMIDC)系统各换流站间的电压交互作用,提出计及直流控制方式影响的HMIDC系统交互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)计算方法。首先,基于电力网络方程,构建小扰动下表征直流系统控制响应特性的直流附加等值运行导纳矩阵;然后,分别推导小扰动条件下VSC-HVDC和LCC-HVDC不同控制方式的直流附加等值运行导纳,提出直流附加等值运行导纳矩阵的计算方法;其次,采用直流附加等值运行导纳矩阵修正原交流系统节点导纳矩阵,获得等值节点阻抗矩阵,进而提出基于等值节点阻抗比的HMIDC系统MIIF指标计算方法;最后,基于PSCAD/EMTDC构建混合双馈入直流系统,验证了计及直流控制特性的HMIDC系统MIIF指标计算方法的有效性,并分析了VSC-HVDC无功出力和交流系统等值阻抗对MIIF指标的影响。

基于测试信号法的HVDC谐波阻抗扫描方法研究

谐波阻抗扫描是高压直流输电(HVDC)中谐波谐振分析、交流或直流滤波器设计等工作的重要手段。采用电路叠加定理说明了适用于HVDC谐波阻抗扫描的测试信号法。基于测试信号法基本原理及其在HVDC应用研究中的进展,提出测试信号法应用于HVDC谐波阻抗扫描的谐波源幅值选择方法和用于减小谐波源初相位影响的改进扫描方法。最后,以CIGRE First Benchmark模型为例,在PSCAD/EMTDC仿真平台上定量分析了谐波源幅值、谐波源初相位对谐波阻抗扫描的影响,以验证所提出的方法可用于进一步提高HVDC谐波阻抗扫描结果的可靠性,为实际直流输电工程设计提供参考。

重点区域电网应对台风的主动优化减载防御策略

台风天气对电网的破环力极强,为了减少或消除台风过境时造成的供电中断,需要研究在事前预测、事中响应、事后恢复各个阶段加强电网稳定性的措施。为了确保在台风模式下重点区域电网的供电不中断,提出了一种基于优化低频减载的主动防御策略。该策略在连锁故障发生前优化主动防御断面,对关键断面进行潮流预控,确保故障发生时对重点区域电网冲击最小;在故障发生后通过优化低频减载方案来保障重点区域尽快恢复稳定供电。利用BPA软件对某重点区域电网进行案例仿真,设置3种方案和所提优化方案进行对比,结果表明所提优化方案能够更快地使电网频率恢复稳定。重点区域电网主动防御策略在应对台风引发的多回联络线连锁故障方面具有较为明显的效果,能有效提高电网稳定性。