基于广义短路比约束的光伏最大准入容量优化

光伏容量的增加会导致系统出现小干扰稳定问题,广义短路比指标可反映多光伏馈入系统的小干扰稳定性。基于此,提出了在广义短路比约束条件下,多光伏馈入交流网络中任意节点的最大准入容量优化方法。首先,建立多光伏馈入系统的小干扰稳定性分析模型;其次,以未降阶拓展阻抗矩阵的形式表达广义短路比,考虑光伏接入网络中任意节点的情况,建立基于广义短路比约束的光伏最大准入容量优化模型,并采用改进的粒子群算法进行模型的求解。最后,通过仿真验证了该方法的正确性。

计及并联电容器补偿的多馈入交直流系统改进有效短路比指标

多馈入有效短路比能够同时反映交流系统强弱和直流系统间相互作用,是进行多馈入交直流系统分析和评估的重要指标,但是在实际工程应用中仍出现了指标计算结果与系统实际电压稳定不相符的情况。在推导并联电容器补偿对短路电流影响的数学关系的基础上,分析得出现有的多馈入有效短路比指标由于未考虑并联电容器补偿时存在不足而具有局限性。针对这个问题,提出一种能够计及并联电容器补偿的改进多馈入有效短路比指标,该指标通过将系统并联电容器容量折算到直流落点处来进一步计及其给系统电压稳定带来的影响,并给出所提改进短路比指标的计算公式。以修改的新英格兰39节点系统为例,研究了并联电容器补偿对系统电压稳定性的影响,分析了现有多馈入短路比和所提改进指标与并联电容器补偿的容量和补偿位置的关系,研究结果表明,所提改进有效短路比指标比现有多馈入有效短路指标更能够准确地反映交流系统的强弱程度。最后通过浙江电网仿真验证了所提改进有效短路比在描述多馈入交直流系统强度的准确性和适用性。

光纤复合架空地线短路电流热效应研究

光纤复合架空地线(OPGW)在短路电流冲击下受热产生温升,进而影响其性能是目前工程应用中十分关心和亟待解决的问题,也是目前OPGW工程应用研究中的热点。在详细分析当前计算OPGW光缆短路电流热效应常规方法的基础上,综合考虑热交换、初始效果和趋肤效应的影响,提出了新的综合分析计算方法——改进综合法,并基于该方法开发了应用软件OPGWTA,利用该软件对几种常用结构的OPGW光缆进行了热效应分析计算和讨论,结果与实验吻合。应用表明:改进综合法及其计算软件,计算方法先进,考虑因素全面,精确实用,能方便地应用于OPGW光缆实际工作以指导OPGW光缆的产品选型、设计施工和运行维护工作。

多馈入直流输电系统短路比指标的有效性分析

从多馈入直流系统功率稳定性角度出发,基于两馈入直流输电系统简化模型,研究了多馈入直流系统功率稳定性与多馈入有效短路比之间的定量关系。分析结果表明:多馈入有效短路比不能完全反映直流系统的功率稳定性,两者之间难以建立明确的定量关系;当受端电网直流馈入数较多时,各回直流系统的临界多馈入有效短路比将可能远小于1.5。

大规模风电汇集系统静态电压稳定实用判据与控制

大规模风电汇集系统的静态电压稳定特性不同于常规负荷中心的静态电压稳定。基于PV曲线,分析研究了大规模风电汇集系统的静态电压失稳表现形式。基于灵敏度方法,推导了预防风电汇集系统静态电压失稳的传输极限计算公式。提出了利用有效短路比作为评价风电汇集系统静态电压稳定性的辅助判据。结合实际系统的典型案例与调度应用对方法与结论进行了验证。

基于无功有效短路比的交直流交互影响分析

到2015年,西南水电基地超特高压直流外送通道将增至4个。这些外送直流系统的换流站均存在落点集中、耦合紧密的特点,复杂的交直流交互影响亟待分析。在多馈入直流量化指标的基础上,考虑换流站的无功消耗,推广定义了多馈入无功有效短路比,并给出利用其判断系统强弱的标准。针对2015年西南水电基地4条外送直流丰大运行方式,运用无功有效短路比进行交互影响分析。仿真结果表明采用改进指标评估多直流系统交互影响的合理性,以及对电网规划具有更准确的指导意义。

多馈入短路比指标的适用范围及其与直流最大传输功率的关系探讨

针对多馈入直流短路比指标对交流电网电压支撑能力的指示性和阈值关系尚不明确的问题开展研究,提出了指标与多馈入直流最大传输功率的对应关系,并通过直流准稳态模型下的功率曲线计算进行验证。基于网络方程对多馈入短路比指标与直流最大传输功率的关系给出了理论解析。最后通过EMTDC平台上的电网故障仿真检验了多馈入短路比指标的有效性和适用范围。文章旨在为电网规划设计中应用多馈入直流短路比来衡量交流电网直流接纳能力提供理论指导。

多馈入直流系统换相失败免疫水平快速确定方法研究

针对目前多馈入直流输电系统中换相失败研究主要采用仿真手段的情况,基于最小熄弧角判断标准,推导多馈入直流系统中当地换相失败免疫因子和同时换相失败免疫因子的解析表达式。通过表达式可快速而有效地确定系统参数对多馈入直流系统中逆变站换相失败免疫水平的影响:当地换相失败免疫因子与故障交流系统有效短路比具有近似的线性关系;在临界多馈入交互作用因子不变时,同时换相失败免疫因子与故障交流系统有效短路比成正比关系,与多馈入交互作用因子成反相关。基于CIGRE直流输电标准模型搭建了双馈入直流输电系统,仿真结果验证了表达式的有效性和准确性。

应对多馈入直流换相失败的同步调相机布点方法

特高压直流输电网受端交流故障诱发的直流换相失败会造成系统短时大量功率短缺,对系统安全稳定性带来巨大威胁。同步调相机因其强大的动态无功支撑能力,在应对多馈入直流换相失败及加快系统暂态恢复过程方面受到了越来越多的关注。从多馈入直流间相互作用角度出发,分析了调相机应对多馈入直流换相失败的优势,结合多馈入交互作用因子、多馈入有效短路比及相对暂态电压跌落面积指标,逐层确定最佳的动态无功补偿站点,提出一种可运用于工程实际的调相机应对多馈入直流换相失败的布点方法,并在华东电网数据典型运行方式的基础上进行了仿真验证。

直流孤岛送电系统的功率输送能力分析

传统高压直流输电系统存在送端孤岛运行的可能性,而直流孤岛送电系统的功率输送能力是其运行特性的重要方面,因此对直流孤岛送电系统的功率输送能力进行了针对性的研究。在PSCAD/EMTDC仿真程序中搭建了直流孤岛送电系统模型;通过理论计算和时域仿真2种方法分别绘制系统最大功率曲线,根据直流电流指令值变化速率的不同,分类讨论了慢速电流变化时的励磁模型和励磁参数对系统功率输送能力的影响、快速电流变化时励磁参数对系统过渡过程的影响;将所提方法应用于分析送端交流系统故障,阐述失稳机理并提出改善措施。仿真结果表明:基于功率输送能力分析的直流电流限幅和发电机强励措施能显著改善直流孤岛送电系统发生故障后的暂态响应特性。

电网故障下多馈入直流输电系统相继换相失败机理与特性

在多馈入的电网换相换流器型高压直流(LCC-HVDC)输电系统中,交直流系统以及不同LCC-HVDC之间的复杂耦合作用造成换相失败形态产生变化,使得LCC-HVDC的控制保护系统面临挑战。目前,由电网故障直接引发的多回LCC-HVDC同时换相失败现象受到关注,但是换相失败过程中LCC-HVDC系统之间的相互影响却被忽视。LCC-HVDC换相失败后的状态和输出特性急剧变化,通过交流系统的耦合势必对相邻LCC-HVDC产生直接的影响。为此,文中研究了LCC-HVDC换相失败对相邻健全LCC-HVDC的影响,分析了受端弱电网故障下多馈入LCCHVDC系统中相继换相失败的产生机理和换相失败期间控制系统作用下逆变站的动态无功特性;推导了计及控制系统响应的逆变站无功功率表达式,解析了相邻LCC-HVDC无功交换特性,分析了相继换相失败的特征和影响因素。最后,通过标准模型验证了理论分析的正确性。

动态无功控制方式对风电汇集地区电压稳定性影响分析

冀北风电汇集地区的动态无功补偿装置大多采用感性支路恒无功控制,在该控制方式下,当系统侧有电容扰动时会造成汇集母线电压大幅升高。针对此问题,文章提出风电场内动态无功补偿装置可采用恒电压控制方式,利用风电场多馈入有效短路比,分析不同控制点对风电汇集地区电压稳定性的影响,并以华北某一风电汇集地区为例,在PSS/E中分别对动态无功补偿装置的恒电压及恒无功控制方式对电压稳定性的影响进行仿真分析,仿真结果验证该控制方式在电压稳定性方面具有良好特性。

基于临界熄弧角的多馈入直流系统换相失败判断方法

从换相失败的基本原理出发,通过对换流阀工作特性的分析和电磁暂态仿真证明基于临界故障阻抗边界的概念,提出了一种以最小熄弧角为判据快速判断直流系统换相失败的方法。基于节点阻抗矩阵,利用节点电压交互作用因子,计算系统中各节点发生三相短路接地时逆变站熄弧角,以临界熄弧角为判据判断直流系统是否发生换相失败。本文最后利用PSS/E仿真软件,在两馈入直流输电系统中验证了所提出的基于临界熄弧角的多馈入直流系统换相失败判断方法的有效性和准确性。

交直流输电系统静态电压稳定性研究

给出了交直流系统相互作用的简化模型,在此基础上介绍了短路比法、最大功率法和电压稳定性指标法,并以国内某在建±800 kV高压直流输电工程为研究对象,利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立仿真模型,并进行双极全压启动跟逆变侧无功动态变化仿真。理论分析跟仿真结果均表明交流系统越强静态电压稳定性越好;逆变器采用定直流电压控制时交直流系统静态电压稳定性较好,通过跟其他控制方式的配合,可较准确地模拟实际±800 kV高压直流输电系统。

含VSC-HVDC的混合MIDC系统强度计算及仿真分析

针对多馈入直流(MIDC)系统在受端交流电网故障易引发一回或多回直流换相失败,将电压源换流器高压直流(VSC-HVDC)引入到MIDC系统中,改善LCC-HVDC逆变侧母线电压特性。建立了考虑受端系统负荷特性的简单混合MIDC系统详细模型,可将此作为未来MIDC系统的一个子单元。理论推导了该模型的有效短路比(ESCR),提出了近似计算方法。最后借助于PSCAD/EMTDC仿真,分析了LCC-HVDC逆变侧发生三相短路,简单混合MIDC系统的动作特性;研究了逆变站在不同电气距离下,LCC-HVDC换相失败免疫性指标(CFII),并以CFII验证了近似计算方法的有效性。结果表明,混合MIDC系统有助于提高ESCR,增大CFII,减少换相失败几率。

分极接入模式的多端直流特点与故障响应比较

大容量直流输电受端采用多端直流接入模式,有利于解决其大容量直流馈入电网特别是多回直流集中馈入电网带来的稳定性问题。介绍了分极接入、并联多端接入两种主要多端直流受端接入模式的设计特点,对交直流故障进行了电磁暂态仿真分析,对比了两种直流受端接入模式的故障响应特性、对控制保护的影响以及对受端电网影响的区别,指出分极接入模式下任何一极接入弱交流系统,均会影响整个直流系统的稳定运行能力,直流线路瞬时故障期间另一极接入的逆变站受影响小。研究结果可以为电力系统应对大容量直流接入优化设计提供参考。

基于改进多馈入有效短路比的受端交直流混联电网STATCOM定容方法

针对传统多馈入有效短路比无法计及STATCOM动态响应过程的缺点,文章基于戴维南动态等值方法提出了一种考虑STATCOM接入影响的改进多馈入有效短路比,该指标通过BPA动态仿真求取系统等值阻抗,能够更准确地描述受端系统的强度。此外根据所提出的改进多馈入有效短路比,文章以提升受端交直流混联电网安全稳定性为目标,从总体性和平衡性两方面量化了STATCOM的无功补偿的效果,并建立了一套完善的STATCOM定容方法。利用实际电网算例证明了所提指标和方法的有效性。

混合双馈入系统中VSC-HVDC对LCC-HVDC受端电网强度的影响

在含有LCC-HVDC和VSC-HVDC的混合双馈入系统中,LCC-HVDC受端电网电压支撑能力是影响系统稳定性的重要因素。为对电压支撑能力进行准确评估,该文借鉴单馈入LCC-HVDC系统中有效短路比和临界有效短路比的概念和计算方法,将混合双馈入系统等效为单馈入LCCHVDC系统,分析等效原则以及等效单馈入系统的参数计算方法,并提出混合双馈入系统中等效有效短路比和临界等效有效短路比的定义。机理分析和PSCAD仿真结果表明,所提指标能够准确地反应VSC-HVDC对LCC-HVDC受端电网强度的影响。

兼顾稳定性与经济性的交直流系统直流落点选择方法

直流输电系统落入受端交流电网的落点选择需要考虑交直流系统的相互作用,主要包括有效短路比、静态电压稳定指标和受端系统的有功功率损耗。文中提出一种兼顾稳定性与经济性的直流落点选择方法。基于数学上解决多目标决策问题的线性加权和法,首先设置各指标的门槛值,然后对其进行归一化处理,采用组合赋权法合理确定权系数,建立目标函数,选出最优落点作为换流母线。算例分析表明所述方法切实可行,兼顾了交直流系统的稳定性和经济性。

柔性直流输电提升常规直流输电短路比的原理及方法

柔性直流输电(VSC-HVDC)馈入受端交流电网后对原有常规直流(LCC-HVDC)将产生重要影响。基于含VSCHVDC和LCC-HVDC的混合双馈入直流系统,分析了计及VSC-HVDC影响多馈入有效短路比指标,量化了VSCHVDC馈入点及馈入电流对LCC-HVDC有效短路比的提升作用。结合VSC-HVDC稳态运行目标及LCC-HVDC的暂态电压支撑需求,设计了一种可最大程度提高多馈入有效短路比的VSC-HVDC控制策略,通过PSCAD中的数字仿真验证了该策略的有效性。