电力电子多馈入电力系统的广义短路比

随着新能源、无功补偿等电力电子设备的大量接入,交流系统相对变弱,分析电力电子多馈入电力系统潜在的失稳、精确度量交流系统电压支撑能力十分重要。文中首先推导了单馈入系统短路比与小干扰稳定性特征方程的显示关系式,建立了单馈入系统短路比与其小干扰稳定间的联系。其次,在一定假设条件下,证明了n馈入系统的动态可由n个独立的单馈入系统表征,从而实现多馈入系统稳定性向单馈入系统稳定性的解耦和简化。最后,提出可用于度量交流系统的强度的广义短路比概念(generalized short circuit ratio,g SCR)。所提出的广义短路比是一个与系统振荡频率无关的静态变量,但反应的是多馈入系统的小干扰稳定裕度,并且在单馈入和多馈入系统下可实现物理意义和数学形式的统一。仿真算例表明了g SCR定义的合理性和有效性。

计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的综合短路比强度指标

针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定量分析单馈入LCC-HVDC系统不同控制方式对交直流系统静态电压稳定的影响。其次,提出一种能够衡量交直流系统电压稳定裕度的综合短路比(integrated short circuit ratio,ISCR)强度指标。该指标考虑了交直流系统的实际潮流信息,能够同时应用于交直流系统的规划、设计和运行阶段;兼顾了LCC-HVDC系统的直流功率–电压动态特性,能够研究控制方式差异性对其影响;同时,基于静态电压稳定极限定义的临界综合短路比(critical integrated short circuit ratio,CISCR)指标取值恒为1,因而能够刻画互联交流电网对直流系统的临界电压支撑强度。最后,考虑额定运行工况和负荷动态变化过程的算例分析结果,及不同强度指标的对比分析,均表明了采用ISCR和CISCR指标的有效性。

适用于多馈入直流系统静态电压稳定分析的综合短路比强度指标

针对过往多馈入直流(multi-infeed line commutated converter based high voltage direct current,MIDC)系统强度指标不能准确反映静态电压稳定的问题,该文研究计及MIDC系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,在推导MIDC系统潮流分析模型的基础上,定义基于多馈入交互作用因子的等值耦合导纳的概念,等值耦合导纳可定量反映MIDC系统中其余直流子系统对被研究直流子系统的影响;并建立基于等值耦合导纳的MIDC系统单端口等值模型。其次,基于建立的MIDC系统单端口等值模型,提出一种能够准确衡量MIDC系统静态电压稳定的多馈入综合短路比(multi-infeed integrated short circuit ratio,MISCR)强度指标。最后,在不同直流功率增长场景和控制方式组合下的算例分析结果表明,所提MISCR指标比过往强度指标更能准确地衡量MIDC系统的静态电压稳定性。

联于弱交流系统的VSC-HVDC稳定运行区域研究

电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VSC稳态运行时的交流侧安全稳定性约束条件,分析安全稳定判据随短路比(short-circuit ratio,SCR)的变化规律,解释VSC联于弱交流系统时无法安全稳定运行的现象,并给出求取临界短路比(critical short-circuit ratio,CSCR)的步骤流程。在此基础上,研究各种工况因素(交流等效电动势、交流等效系统阻抗、VSC运行方式等)不同时VSC的CSCR,并和PSCAD的仿真结果进行对比验证。最后,总结VSC的CSCR的主要制约因素,并给出各种运行方式下CSCR的典型范围。

特高压交流输电技术的研究与发展

结合各国特高压输电的研究进展和工程情况分析了特高压输电的技术经济特点,论述了特高压电压等级的选择问题,比较分析了特高压输电与直流输电的关系,总结了国外特高压输电的成果和经验。研究表明,特高压输电在技术经济上可行,通过采取措施可将其对环境的影响限制在允许的范围内。

输电线路的交流冲击短路融冰方案研究

介绍了输电线路交流冲击短路融冰方法的原理,给出了交流冲击短路融冰方案编制的流程,并对融冰方案编制时融冰路径的选择方法、方案计算和方案校核及相关继电保护的配合等问题进行了详细分析,最后针对桂林电网的一条110 kV线路进行了交流冲击短路融冰方案设计,为其他地区制定交流冲击短路融冰方案提供借鉴。

东京电力公司采用特高压输电技术的论证经过

东京电力公司(Tokyo Electric Power Company,TEPCO)在20世纪90年代建成了1000kV南北输电线路和1000kV东西输电线路。文中介绍了日本选择特高压输电技术的经过和TEPCO采用特高压输电的必要性,指出了选择特高压交流最高运行电压时应考虑的因素;还对交流输电方式和直流输电方式进行了比较,分析了直流输电方式存在的问题,说明了TEPCO在特高压输电中采用交流输电方式的原因。对中国发展特高压输电有一定的借鉴意义。

交直流电力系统短路计算方法讨论

PSASP和BPA是国内使用十分普遍的两种短路计算程序,即使采用相同的计算模式和计算条件,两种程序的计算结果也可能存在差异。通过理论分析和仿真计算对产生差异的原因进行解析,着重讨论交直流系统短路电流有效值、短路容量、短路比及有效短路比的恰当计算方法。建议基于潮流计算短路电流时,把直流功率对应的等值阻抗计入短路计算所用节点阻抗矩阵中;计算短路比和有效短路比指标时,采用基于网络模式下、换流母线电压为1.0 p.u.时戴维南等值法的短路容量计算结果。以不同规模的交直流系统为算例,对所提提议的有效性进行分析,有助于完善电力系统短路计算理论的应用。

风电外送对直流系统的影响

随着西北地区大规模能源基地的建成与±800 k V特高压直流输电系统的投运,西北电网已形成了特高压直流输电与超高压交流输电共存运行的主网架结构,特高压交直流系统的相互影响已成为新疆电网这种特殊电力系统研究中最为关注的问题之一。针对大规模双馈风电场交直流外送系统,构建了3种交直流运行方式的网络拓扑结构;研究了3种情况,即风电场风速变化、风电场故障、换流母线故障时送端系统对直流系统的影响。基于PSCAD/EMTDC软件,搭建了仿真模型,并进行了仿真分析,得到了仿真实验数据和曲线;由仿真结果得到以下结论:风电场处于不同的风速类型时,对火电所需容量需求不同;不同的交直流输电运行方式下,风电场故障对直流系统的影响程度不同,换流站交流母线故障对直流系统影响差异不大。