含VSC-HVDC的交直流系统多目标最优潮流

已有的多目标潮流优化模型和算法对含电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter Based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)不再适用。针对VSC-HVDC的特点,提出了以有功网损最小、电压水平最好(即电压的偏移量最小)、系统的静态电压稳定裕度最大及供电能力最大同时作为优化目标,从而构建了含VSC-HVDC的交直流系统多目标最优潮流模型;针对此模型连续变量和离散变量共存的特点,提出了内点法和NSGA2算法相结合的交替求解算法,可获得多个Pareto最优解,并具有较高的计算效率。最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性和高效性。

小电流接地系统电压互感器铁磁谐振过电压与抑制措施仿真分析

在小电流接地系统中,电压互感器铁磁谐振是一种很常见的内部过电压,会严重威胁人身和设备安全。对于电压互感器铁磁谐振的产生机理和抑制措施已经有了一些基础研究,但不同抑制措施对于特定小电流接地系统母线电压的影响尚未有统一的认识。针对某220 k V变电站种电磁式电压互感器出现的铁磁谐振过电压进行了研究,分析了不同抑制措施对变电站35 k V母线电压的影响。结果表明,与电压互感器高压侧经零序电压互感器接地相比,系统中性点经消弧线圈接地对铁磁谐振的抑制效果更加明显;电压互感器高压侧中性点经电阻接地以及互感器开口三角绕组接阻尼电阻两种方法对铁磁谐振有一定抑制作用,但抑制效果与所接电阻值密切相关。

配电网中性点经小电阻接地方式下的小电阻选取

在以电缆供电为主的城市配电网中普遍采用中性点经小电阻接地方式,以解决接地电流过大的问题。其中小电阻阻值合理选择的关键在于准确计算接地电容电流。采用精确建模方法计及了线路的实际路径和T接开闭所的影响,在考虑接地过渡电阻的条件下,对10 kV配电网单相接地短路进行仿真,结果表明,根据中性点的耐压水平和保护灵敏度,该变电站的中性点接地方式适宜采用阻值为10Ω的接地电阻。

基于RTDS的柔性互联装置控制策略的仿真研究

近年来微电网飞速发展,能源互联网快速发展,各电网之间的并联运行是大势所趋,因此并网技术备受关注。本文提出了一种用于微电网之间、微电网与大电网之间并网运行的柔性互联装置,文章首先介绍了柔性互联装置的拓扑结构、工作原理及功能优势;然后分析了现有控制策略,提出一种以PI控制为基础的电流矢量控制策略及运行模式,最终在RTDS系统上搭建柔性互联装置的仿真模型,试验证明:装置可以实现多个非同步电网的快速并网且冲击小,并联运行时,潮流方向和大小灵活控制,具备无功补偿功能和良好的隔离性,提高电网电能质量。

基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。

高渗透率并网风力发电的谐波特点及其抑制研究

为了研究分布式、高渗透率风电并网给电网带来的谐波问题,本文理论研究了直驱风力发电系统以及双馈风力发电系统的谐波特点,得出直驱风力发电系统的总电流谐波畸变率不变及双馈风力发电系统的谐波电流有效值不变的特点,利用实测系统验证了该结论的正确性,并针对风力发电的主要谐波给出了抑制方法。最后提出了适用于谐波分析的直驱风力发电系统以及双馈风力发电系统的简化等效模型,该模型可用于大规模的高渗透率并网风力发电的谐波研究。

基于混合整数二阶锥规划的送端交流电网解列方法

解列控制作为电力系统安稳控制的第三道防线,可保障电网在承受严重故障扰动后以最小代价维持稳定运行。现有的解列控制策略主要分为基于电网失步振荡中心定位的传统失步解列和基于电网故障场景信息量测的预测性主动解列。该文提出一种基于混合整数二阶锥规划的送端交流电网解列方法,其主要内容包括:1)通过松弛手段将系统的非线性潮流方程转化为线性方程,求解二阶锥规划问题即可得到潮流解。2)建立基于混合整数二阶锥规划的电网解列模型,基于系统的同调机组分群结果,求解以最小化不平衡功率为目标的解列断面,保障送端电网的安全稳定运行。文章最后通过仿真算例验证了所提策略的有效性。

小型可调气压罐设计及复合电压下穿墙套管电场仿真研究

为便于模拟西部高海拔地区低气压环境，进而探究不同类型电压下电极电晕现象与环境气压的关系，需要设计一个气压可调、湿度可控的实验室用小型气压罐。为了判断气压罐的安全性，利用气压罐静态力场分析，计算出气压罐上的应力分布。气压罐设置了两个穿墙套管，可引入20kV直流电压、20kV交流电压及20kV交直流复合电压进行电晕实验。利用子模型法进行有限元分析，计算出不同绝缘长度、安装高度下两个套管的电场分布，并据此设计出直流套管与交流套管的绝缘结构以及最佳安装位置，从而保证实验装置可在0．5～1．0atm（1atm=101．325kPa）环境气压范围内安全地导入电压进行电晕实验。

一种考虑暂态稳定性的VSC-HVDC系统优化控制策略

提出一种考虑暂态稳定性的含同步逆变器高压直流输电(SHVDC)系统优化控制策略。首先将同步逆变器的思想运用到含电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)中,然后建立了VSC-HVDC系统的双机等值模型;在此基础上设计了一种具有下垂特性的类同步机控制器,代替传统的外环电压内环电流控制器以改善系统的暂态特性;进一步提出一种考虑发电机功角变化的Bang-bang控制策略,此策略可进一步提高系统的暂态稳定性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建含VSC-HVDC交直流混联系统并进行仿真验证。仿真结果表明所设计的控制器对系统的暂态特性有一定的改善作用,若进一步加入所提出的Bang-bang控制策略则可进一步提高系统的暂态稳定性。

基于模态分析的非整数次谐波谐振及闪变分析

通过调整模态阻抗实现改变谐振频率和降低谐振程度;利用IEC闪变仪的测量框图分析了非整数次谐波谐振引发的电压波动及闪变问题,指出闪变的频率与非整数次谐波谐振频率密切相关;由于闪变的大小与闪变频率密切相关,改变非整数次谐波谐振频率的同时也会改变闪变的大小。分析结果表明,当非整数次谐波谐振频率与奇数次谐波的频差在闪变敏感频率范围内时,将引起电压闪变;当特征值对串联电感电抗或者并联电容电纳的灵敏度为正时,增大电抗或电纳值可减小模态阻抗,降低谐振程度,谐振频率左移;当特征值灵敏度为负时其变化规律相反。依据以上结论,根据计算得到的闪变频率,选择谐振频率的调整方向,进而调整电感或电容参数,从而达到减小闪变和降低谐振的目的。

一种适用于任意阶空间差分时域有限差分方法的色散介质通用吸收边界条件算法

基于伸展坐标完全匹配层方程和辅助微分方程方法,给出了一种在时域有限差分(FDTD)计算中适用于常见色散介质的通用边界条件算法.该算法适用于任意阶的FDTD空间差分,并且由于所采用的D-H方程独立于计算区域,所以可以被用于截断任意电介质.数值试验结果表明,与卷积完全匹配层算法相比较,所提出的吸收边界条件算法不仅通用性强、计算复杂度低、计算时间短,并且吸收效果有明显的提高.