我国远海风电送出输电技术及典型方案

输电方式的合理选择对实现深远海风电经济高效送出具有重要意义。我国海上风电资源开发逐渐呈现远海化、规模化的发展趋势,海上风电送出的输电成本相应上升。对当前国内外海上风电送出工频交流输电技术、柔性直流输电技术和低频交流输电技术的应用现状及特点进行了全面总结和分析;结合我国海上风电相关规划和海洋资源情况,按照海上风电规模化、集约化开发的指导思想,分析提出未来远海风电送出的输电规模、离岸距离等多个研究场景;综合比较海上平台设计、关键设备制造能力以及技术经济,研究提出各送出场景下可行的海上风电输电技术及其典型技术方案,可为未来国内各区域远海海上风电送出输电方式的优化选择提供参考及借鉴。

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。

基于粒子群优化的最优负荷恢复算法

建立了考虑冷负荷特性的最优负荷恢复模型,考虑了系统的频率、电压和发电机有功出力等动态约束条件,以确保在恢复尽可能多负荷的同时,使系统维持合理的运行频率和网络电压水平等。利用PSS/E软件提供的二次开发语言IPLAN,引入粒子群优化算法对所建的最优负荷恢复模型进行求解,并采用罚函数法对动态约束条件进行处理,可以快速求得在满足系统安全稳定约束条件下可恢复的最大负荷量及负荷位置。算例分析验证了该方法的有效性。

国内已投运直流换流站的无功配置及运行现状

直流换流站无功补偿装置的占地和投资在整个换流站占有相当比重,站内无功配置方案的合理设计对换流站的总体优化设计、直流输电工程的技术经济性等具有重要意义。在总结国内已投运直流输电工程无功配置总体概况的基础上,调研和分析了现有直流换流站交流母线运行电压、无功补偿设备投切和故障等情况的,评估和总结了直流工程无功补偿配置在工程设计阶段与运行阶段的衔接性,提出了直流换流站无功配置设计原则的进一步优化建议。

电力系统故障恢复过程中的过电压控制

针对由空载和轻载线路恢复所引起的过电压问题,文中提出了基于灵敏度分析的确定最有效控制变量及其调节量的方法,引入了有效因子的概念,既考虑了控制变量的电压灵敏度,又综合考虑了设备本身和运行条件的约束及当前状态的调节裕度,确保控制过程中不会产生新的电压越限,通过由该方法确定的有效控制变量对过电压进行了校正,从而使所需的操作数目最少。对IEEE10机39节点测试系统的计算结果表明了该方法的有效性。

巴西美丽山特高压直流输电系统设计特点

巴西直流技术起步较早,有自身建设运行经验。在对巴西直流输电发展现状分析的基础上,结合巴西规划于2018年建成的美丽山水电站送出特高压直流工程的特许经营权招标文件技术要求,对巴西直流输电工程在可靠性、过负荷能力、系统损耗和无功补偿配置等方面的设计要求进行分析。通过与中国特高压直流输电工程技术方案对比,总结电力私有化体制下巴西直流输电工程的设计特点,从特许经营方角度对美丽山水电站送出特高压直流工程技术规范的制定提出建议,为中国直流工程的设计工作提供参考。

SVC在普洱换流站无功配置中应用的可行性

直流换流站的无功分组容量受无功分组投切引起的电压波动限制较大,当换流站近区交流系统较弱时,无功分组投切将引起较大的电压波动,从而限制了无功分组容量。为节省占地和工程投资,结合糯扎渡电站送电广东特高压直流输电工程对SVC在送端换流站无功配置中的应用可行性进行了研究。通过对SVC在提高换流站无功分组容量、减少占地及投资、提高总体经济性等方面的综合技术经济比较,建议实际应用中应结合SVC设备的造价进行综合技术经济评估,以确定换流站内加装SVC装置的技术可行性和经济性。

电力系统故障恢复初期的谐波过电压问题

电力系统故障恢复初期的网络结构与正常情况的有很大不同,当系统阻抗和线路电容参数构成并联谐振条件时,轻载或空载变压器投入系统引起的谐波畸变将被放大,从而产生很高的谐波过电压。为对谐波过电压进行有效控制,文章对变压器励磁涌流的控制和系统频率响应特性的改善进行了研究,通过灵敏度分析确定最有效的控制操作,引入小波分析对变压器励磁涌流进行时频分析和提取各频率区间的励磁涌流特征;为节省仿真计算时间,采用信号能量的概念对电压波形的变化趋势进行判断,以确定电磁暂态仿真计算的终止时间,实现对谐波过电压的快速估计和有效控制。对典型远距离启动电源系统的计算结果表明了该方法的有效性。

南方电网因直流故障切机后的恢复策略

当贵广直流输电系统发生双极闭锁故障时,南方电网需要切除送端电网的部分机组才能保持系统稳定。为加快系统故障恢复的进程,文中提出通过降低其他运行机组出力的控制策略,使被切机组能在短时间内投入,并保持送端系统的输出功率基本不变,达到在保持系统稳定的前提下使被切机组快速恢复的目标。利用PSS/E的用户自定义计算功能对发电机的出力调节过程进行建模,对南方电网发生贵广直流闭锁故障后被切机组并网后的带负荷过程进行仿真,结果证明了该方法的可行性和有效性。

直流融冰装置应用对电力系统运行影响

针对直流融冰装置在电力系统中广泛应用的现状,提出了对电力系统运行的可能产生的影响及需注意的问题。在分析兼具SVC功能融冰装置工作原理的基础上,结合工程实例从装置接入方式及占地、变电站供电能力、交流系统无功功率平衡、系统电压水平、系统稳定水平等方面对加装融冰装置可能引起的系统问题进行了相关研究。通过综合分析融冰装置的加装和运行对电力系统运行的有利和不利影响,为电力系统调度运行和规划设计工作提供了参考。

论直流换流站交流滤波器与并联电容器分组容量关系

为提高直流换流站无功补偿配置方案的经济性,必要时可考虑交流滤波器组和并联电容器组采取不同分组容量配置的方案。通过对国内已投运直流工程无功配置方案的总结对比,重点对换流站内交流滤波器组与并联电容器组分组容量的相对关系及合理性进行探讨。结合位于送端火电系统和水电系统的直流换流站以及受端系统的直流换流站运行条件,研究采取交流滤波器与并联电容器分组容量差异化设计以优化无功配置方案的可行性和适用条件,并提出合理化建议,为直流工程设计提供参考。

一种电流型最小化潮流算法的尝试

本文在 Newton_ Raphson法潮流计算的基础上 ,综合采用了基于注入电流和注入功率的不平衡量 ,使得Jacobi矩阵中大量的元素为常数 ,从而大大加快了每次迭代时 Jacobi矩阵的形成过程 ;通过引进最优乘子 ,从算法上保证了计算过程的收敛性 ,有效地解决了病态潮流的计算问题。通过实例计算 。

广西电力负荷特性分析预测

受供电管理体制约束,广西全社会口径历史负荷数据获取困难,加大了全区负荷特性分析预测的难度。本文在收集大量历史用电资料的基础上,综合考虑非统调负荷对统调电网负荷曲线的修正作用,分析广西全社会历史负荷特性及变化趋势。结合负荷特性影响因素分析,对广西"十二五"期间全社会负荷特性进行预测,并与相邻广东省用电负荷特性进行对比分析,预测的全社会口径负荷特性可为全区电源规划及调峰研究等提供依据。

南方电网500kV/220kV电磁环网运行方式研究

通过南方电网三种典型500/220 kV电磁环网存在问题、解环条件、潮流分布、稳定性及供电可靠性等综合研究,对地区电磁环网运行方式的选择及安全稳定控制措施提出合理化建议,为调度部门提前做好相应预案提供参考。

电力系统仿真软件PSASP的励磁系统自定义建模

电力系统综合分析程序PSASP是国内电力系统仿真常用的软件,具有可供仿真使用的各种励磁模型。多数情况下,这些模型可以取得较好的仿真效果。但是,近年来随着新的励磁系统发展,程序中原有的模型已不能完全满足要求。本文根据IEEE1992年所制定的标准励磁系统模型,使用PSASP中的自定义功能建立了相应的励磁模型。算例研究表明,PSASP中自定义的励磁模型是准确的。

基于损耗最小化的南方西电东送通道功率优化分配实用方法

为降低西电东送电网运行过程中的输电损耗,采用理论解析法和仿真计算相结合的方法对网损最小化的西电东送通道功率优化分配策略进行研究。基于等网损微增率原则对不同直流输电通道的功率优化分配关系,确定各直流输电通道的最优功率占比;在不同直流通道功率最优分配的基础上,通过电力系统分析计算软件对交流和直流通道送电功率的合理分配关系进行寻优计算。通过分步实施的寻优策略,将多个输电通道功率优化分配的多变量优化问题简化为单变量优化问题。基于进退法、黄金分割法等一维搜索方法,可通过较少的寻优次数确定最优的输电通道功率分配方案。实例表明,提出的输电通道功率优化策略具有较强的实用性和可操作性,可为电网运行方式安排和经济运行提供重要参考。

LCC-MMC型三端混合直流输电系统控制策略研究

整流侧采用电网换相型换流器(line commutated converter,LCC),逆变侧采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的混合型直流输电系统,结合LCC和MMC的优点,尤其适用于特高压直流输电应用场合。为了确保正常状态和故障状态下的稳定运行,文中针对混合型直流输电系统的控制策略进行研究。文中首先针对一个LCC整流站,两个MMC逆变站构成的三端混合直流系统,介绍了数学模型和整个直流系统的基本控制策略。然后针对基本控制策略下,逆变站中串联MMC存在的电压不均问题、整流侧交流系统故障时整流侧功率中断问题和逆变侧交流系统故障时的直流过电压问题,研究了用于改善系统响应特性的附加控制策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了对应的三端混合直流系统。通过比较采用附加控制策略前后混合直流系统的响应特性,验证了附加控制策略的有效性。

南方电网“西电东送”通道损耗特性及影响因素

为进一步挖掘电网节能潜力并为后续电网发展提供指导,基于南方电网"西电东送"发展历程及历年线损的统计分析,从时间、交易构成、输电通道等维度对直流输电通道、交流输电通道及整个南方电网"西电东送"通道线损率的变化趋势进行对比分析,对南方电网"西电东送"通道的损耗特性进行全面总结。采用成功关键分析法对南方电网"西电东送"通道损耗的关键影响因素进行分析和辨识,指出电网运行管理和直流输电通道的线损特性是整个"西电东送"通道损耗的关键影响因素。结合南方电网"西电东送"发展技术路线,提出了进一步优化未来直流工程关键技术指标等降损工作重点。

四种典型直流故障处理方案下柔性直流输电系统的故障穿越特性对比研究

与电网换相换流器(line commutated converter,LCC)相比,基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统最主要问题在于直流故障的处理,目前学术界和工业界已提出多种具备直流故障自清除能力的柔性直流输电系统。为了更好地了解这些柔性直流输电系统的优劣,很有必要对其直流故障特性进行分析。本文针对4种典型的具备直流故障自清除能力的柔性直流输电系统,分析比较了他们的直流故障穿越特性。首先,本文总结了4种典型直流故障处理方案,包括:采用直流断路器、采用全桥子模块与半桥子模块构成的混合子模块换流器(FHMMC)、采用基于LCC和MMC并在MMC直流出口处安装大功率二极管阀组构成的混合直流输电系统(LCC-D-MMC)、采用LCC和MMC混合级联的换流站结构。然后,本文分析了这4种直流故障处理方案的基本原理、其对应柔性直流输电系统的控制方式以及故障清除机理。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了三端高压直流输电系统仿真模型,对比了4种直流故障处理方案下柔性直流输电系统的故障穿越特性。仿真结果表明,直流断路器能快速并且有选择地隔离直流故障,其对应柔性直流输电系统的故障穿越特性最好。考虑直流系统运行的经济性以及灵活性,LCC-MMC混合级联的拓扑结构在工程上具有一定的实用价值。

巴基斯坦南电北送电网结构发展分析

为进一步发挥我国电网技术在"一带一路"倡议实施中的积极作用,本文结合巴基斯坦首个直流输电工程的前期设计及我国南方电网西电东送主网架发展经验,对巴基斯坦南电北送的电网结构特点及发展趋势进行分析,对今后巴基斯坦电网发展技术路线提出建议,为进一步推动我国电力技术"走出去"提供参考。