交直流混联电网LCC-HVDC换流器建模方法综述

交直流电网混联,大规模电力跨区输送成为我国电力系统的主要特点。电网换相换流器型直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)是我国交直流混联电网的主要组成部分,为实现交直流混联电网快速、准确仿真,该文对现有的LCC-HVDC换流器建模方法进行了分析与总结,对其优缺点进行评述,并根据作者观点,提出可进一步研究的内容:在仿真规模较大的交直流混联电网时,可用开关函数对LCC-HVDC进行建模,但模型准确度需要提升;多条LCC-HVDC输电线路的仿真可使用换流器级别模型与换流阀级别模型进行组合仿真;不同精细程度模型之间的数据接口要进行优化设计。

电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法

现有的电磁暂态仿真算法能够准确刻画基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统的运行特性,但计算量较大。为了提高LCC-HVDC输电系统的仿真效率,对现有常用的电网换相换流器电磁暂态仿真模型进行了简化,提出电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型与求解算法。整体化模型包含换流变压器与换流阀,换流变压器采用简化模型,换流阀采用理想开关模型,能够对换流器的电气网络结构进行简化。该算法将换流器电气网络拓扑结构分割为主网络与副网络,首先对主网络求解,然后根据得到的结果对副网络求解,最后更新当前仿真步长各换流阀的电流和电压。在PSModel仿真软件中对整体化电磁暂态仿真模型及算法进行了编程实现,并与PSCAD/EMTDC仿真结果进行对比,验证了其高效性与准确性。

基于光伏电站暂态特性的自适应暂稳控制方法

光伏电站作为一种解决能源危机的重要可再生能源应用受到全世界广泛关注。光伏电站由于难以在并入电网后提供平衡电网频率的惯性,在并网后存在暂态不稳定的风险。该文基于逆变电源暂态稳定性机理的研究,提出一种针对光伏电站的自适应暂态稳定控制方法。暂态稳定性机理表明下垂控制中的有功、无功下垂参数与暂态稳定能力分别呈负相关与正相关。根据此相关性,暂态稳定控制方法自适应地调整下垂控制参数,增强暂态稳定能力。基于光伏电站并网特性,提出了使自适应暂态稳定控制方法在暂态事件发生后参与控制的启动算法,降低了自适应暂态稳定控制方法对非暂态运行的影响。在PSCAD/EMTDC平台上完成了针对自适应暂态稳定控制方法适用性的仿真实验,实验结果证明自适应暂态稳定控制方法能够有效提高光伏电站暂态稳定能力。

基于离散小波分析与K-means聚类算法的MMC-HVDC输电线路保护方案

随着以风电、光伏为代表的可再生能源的持续发展,柔性直流输电系统由于能够清洁高效地对其进行远距离大容量输送而得到了大力的发展。快速、准确地识别故障区域并判别故障类型,实现兼具选择性、速动性、灵敏性和可靠性的直流线路保护方案是柔性直流输电系统发展的迫切需要。理论分析表明,MMC-HVDC输电系统直流线路故障时,线路平波电抗器两侧的暂态电压存在明显差异。采用离散小波分析提取线路平波电抗器两侧的暂态电压有效值进行比较,从而对区内、区外故障进行判别。随后采用K-means聚类算法,利用不同故障类型、不同故障位置,在直流线路故障发生后较短的时间窗口采集得到单侧保护单元电压、电流数据,对其进行聚类分析,获取这些数据的质心与阈值,经过训练,确定相应的保护判据,实现故障选极。PSCAD的仿真结果表明,该保护方案不受故障位置、过渡电阻的影响,能够快速准确地检测MMC-HVDC输电线路故障,识别出故障类型。

支持电动汽车灵活充电的微电网能量管理策略

考虑电动汽车慢充与快充两种充电模式对含风-光-储的并网型微网产生的影响,提出一种基于混合储能与电动汽车的微网能量管理策略。策略分为削峰填谷与功率波动抑制两个阶段,针对联络线峰谷调节,通过建立基于电动汽车慢充平移时段、蓄电池充放电成本以及联络线交互功率的目标函数与约束条件,对微网联络线、电动汽车以及储能蓄电池的目标功率进行优化。针对联络线的功率波动平滑,考虑电动汽车快充随机性以及混合储能实时荷电状态,协调控制蓄电池与超级电容的功率出力,分别对联络线功率波动中的低频和高频成分进行抑制。算例分析验证了能量管理策略的正确性与有效性。

基于空间饱和负荷密度的负荷预测方法

负荷预测对电力系统规划具有至关重要的作用,根据华中某市的社会经济发展水平,在借鉴国内其他城市负荷密度水平的基础上,制定了某市的负荷密度指标集。根据某市的远期发展规划,对市各功能分区的饱和负荷值进行了预测,最终得到了某市至饱和年的饱和负荷。人均饱和电量法验证了空间负荷预测方法的有效性,饱和负荷密度主题图直观地反映了市规划区未来的负荷空间分布情况。饱和负荷预测结果为后续电源点布置、输电廊道确定和输电线路选型提供了有力的科学依据。