电网交直流协调控制系统安稳控制策略整定研究

交直流电网有多种运行模式,传统的控制方式无法满足在大扰动下,将直流电压频率保持在合理范围内的要求。文章提出了交直流协调控制系统安全控制策略的设定方法,从稳定性控制的角度,对互通式立交的直流混合拓扑进行了总结。换流站及其节点的直流线路阻抗是并联的,每个直流电路的功率调制都可以独立地进行,通过有效计算当前内环控制器的参数整定值,能进一步提高系统的相位裕度。同时,计算并排序相同故障情况下的最大功率扰动,并选择与平均值的最小扰动差作为功率整定值,以便将下垂系数的平均值调整到其参考值,进而实现稳定控制整定。测试结果表明,安全控制策略设置方案的瞬态频率最大值不大于51.28Hz,最小值不小于49.68Hz,准稳态频率可以保持在系统的允许偏差范围内。

哈郑直流受端华中电网基于响应的交直流协调控制措施

哈郑直流投运后,为应对电网不平衡冲击功率带来的切负荷量大等问题,迫切需要研究交直流系统的安全稳定控制措施配合技术。为此提出一种哈郑直流闭锁后所需要采取的交直流协调控制措施量化计算方法。该方法基于电网运行的实时响应特征量,计算区域电网联络线静态稳定运行极限功率;根据区域电网发生的扰动信息,计算联络线功率波动峰值超调量;基于联络线功率头摆峰值理论及不平衡功率再分配理论计算需要采取的安全稳定量化控制措施。通过利用直流功率紧急控制,可替代或减少直流闭锁故障后受端华中电网的切负荷量,有效提升电网安全与运行效率。此外,所提出的方法中计算数据均可通过广域测量系统得到,不依赖于离线仿真验证,可用于交直流协调控制措施的在线制定与运行。

应对特高压直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法

特高压直流控制保护的最小单位由极控制保护变为阀组控制保护,有可能发生阀组相继闭锁故障,而传统交直流协调控制方法针对直流紧急功率1 s内仅能进行1次,无法多次动作,直流快速功率支援能力不能充分发挥。应对特高压直流换流器短时相继故障,提出延时调制直流的交直流协调控制方法,通过优化直流功率紧急控制时机,充分发挥了直流对切负荷措施的替代作用,解决了因直流功率调整功能约束导致切负荷量过大的问题。该方法已应用于华中电网跨区交直流协调控制系统。

西南电网交直流协调控制系统设计与应用

中国渝鄂背靠背柔性直流工程投运以后,异步运行的中国西南电网面临的主要问题变成了自身频率问题,而现有安控系统只能解决局部问题,因此需要构建西南电网交直流协调控制系统。在处理手段、协调方式和构建模式上,对设计西南电网交直流协调控制系统进行了解析。详细阐述了系统的总体架构,在站点配置和通信设计方面介绍了建设的原则。从西南电网交直流协调控制系统的设防原则和控制策略方面详细说明了交直流协调控制系统的功能和作用,并且将构建的交直流协调控制系统应用于实际西南电网中,同时进行了详细的试验验证。

基于新型交直流协调控制抑制电力系统低频振荡的仿真试验

电力系统跨区联网在某些弱联系运行方式下容易诱发区域间低频振荡现象。通过挖掘多直流系统的控制敏感点,设计了直流附加阻尼控制器,并提出基于Matlab-Simulink环境的新型样机测试模式,完成了控制逻辑编辑,制作了实际的控制样机。搭建了Hypersim全电磁暂态实时仿真试验平台,通过仿真优化了直流附加阻尼控制器参数。利用华中—华北电网模型完成了直流附加控制器抑制区域间低频振荡有效性试验验证。

考虑风电机组调控潜力的交直流有功功率协调控制策略

在含高比例新能源送端电网经交直流混联外送系统中,换相失败将引起交直流混联系统潮流转移,并导致交流传输系统出现过载现象,因此提出了一种考虑风电机组调控潜力的交直流有功协调控制策略。首先,基于K-means聚类算法的风电机组工作状态判别模型对其工作状态进行分类,采集特征数据训练自组织映射神经(SOM)网络,采用最小量化误差(MQE)评估风电机组调控潜力;其次,通过调节直流传输功率的方法抑制直流连续换相失败,并基于风电机组主动功率控制原理降低具有调控潜力的风电机组的有功功率输出,达到减小交流传输系统过载危害的目的;最后,根据实际风电机组运行数据构建了基于SOM-MQE的风电机组调控潜力评价模型,同时在仿真平台上验证所提策略的有效性。

高压直流工程中交直流系统协调控制接口方式

为了确定当前高压直流工程中交直流系统协调控制较优的接口方式,介绍了稳控设备与直流极控系统的两种接口方式——电接口方式和光纤接口方式,分析了这两种方式的优缺点。指出虽然电接口方式简单易实现,被多数国内已投运的直流工程所采用,但它只能采用档位粗调的调制策略,在灵活性、快速性和可靠性方面有一定缺陷。分析显示,光纤接口方式可以解决上述问题,因此,在后建的直流工程中必然会得到更多的应用。

提升电网运行的交直流系统协调控制策略研究

四川西部电网建设有多回水电送出500 kV交流输电通道,大容量水电送出通道严重故障方式下电网交流系统可能出现一定的低频运行风险。为改善川西交流电网严重故障方式下系统全网暂稳水平及帮助恢复交流系统频率,提出了提升电网运行性能的交直流系统协调控制策略。该策略具体包括:4回±800 kV特高压直流输电系统利用直流功率调制功能与交流系统间实现协调控制;协调控制目标效果;不同故障点交直流协调控制模式的选择(分散/集中两种协调控制模式);直流调制功率释放转移至交流电网后,其对交流电网热稳安全与电网经济性运行的影响分析。所提特高压直流输电系统与交流电网间的协调控制策略,可作为帮助分析研究交直流混联系统电网运行状况与提升电网安全经济运行水平举措的技术参考。

交直流柔性协调控制技术在华中电网的应用

随着特高压大规模输电快速发展,交直流相互耦合愈加紧密,电网安全稳定问题凸显,安控措施量大,迫切需要适应于交直流混联大电网的安全稳定控制技术。交直流柔性协调控制技术是利用多回直流功率紧急控制,通过交流系统与直流系统相互配合,降低大容量直流故障冲击,提升系统振荡阻尼水平,替代或减少受入直流闭锁故障后电网切负荷量,该技术在华中电网得到了成功的工程应用。文中针对华中电网运行存在的实际问题,基于多直流协调控制理论和时域仿真,构建了交直流柔性协调控制系统,现场试验结论验证了该系统对于提高电网输电能力和安全稳定运行裕度的有效性。

撬棒保护与电网交直流控制协调的风电机组脱网抑制方法

多次发生的大规模风电机组相继脱网事故严重影响集群风电并网消纳和电网安全。撬棒保护电路是目前在风电场中广泛运用的一种低电压穿越方式,但其大范围投入可能造成风电场从电网吸收过多无功功率而导致电网暂态电压稳定恶化。文中提出一种综合风电机组撬棒保护、直流系统功率调制和交流系统紧急电压控制来抑制风电机组相继脱网的方法,其核心是利用撬棒保护提高风电机组低电压穿越能力,降低风电机组在故障期间的低压脱网代价;通过风电场近区大容量直流的功率快速调制并协同交流侧紧急电压调控手段,改善风电送出通道的潮流分布,以提高故障后电网暂态电压稳定性。对实际电网的时域仿真结果验证了该方法的有效性。

基于静态安全域的交直流协调安全控制

从静态安全域的角度出发,以正常状态下和"N-1"故障下静态安全域的定义与运行点至边界面距离的求解方法为基础,给出交直流协调校正控制和预防控制的控制目标选择和控制策略制定的准则,并根据不同的实际场景需求和控制目标建立交直流协调控制优化模型。最后的算例表明该方法在交直流协调控制和调节柔性负荷上具有可行性,使电力系统安全控制更具有几何直观性和自主性。

多回直流系统远方集中控制中心设计

对即将在南方电网建立的高压直流远方集中控制中心的发展规划、实施方案等进行探讨,并对所涉及的集控中心的定位和管理方案、自动化管理模式、监控与数据采集(SCADA)系统、通信及信息交换等关键技术进行分析。研究认为,对多个直流系统进行集中控制在技术上是可行的,集控中心的建设完善可以分成3个阶段来实施。直流控制中心的建立有利于将直流系统的控制从目前较低层次的局部控制,逐步向直流高级辅助控制和立足于全电网的交直流协调控制方向推进。

柔性直流与地区电网协调外送分析

针对某柔性直流接入某地区电网后发生近区交流故障可能引起交直流外送系统的功角稳定问题,对比该柔性直流的不同功率档位、运行方式以及该地区不同运行方式等因素对功角稳定的影响,提出采用柔性直流不同功率档位及运行方式、将该地区的小水电上网及其主要水电开机不同分档作为分档标准,分析不同运行策略下的功角稳定问题,应用PSASP软件分析了满足该柔性直流大功率运行对地区交流外送断面的约束以及保证地区交流外送限额对该柔性直流功率的约束。提出柔性直流与地区电网协调外送分析的预控策略,在保证电网安全的基础上尽可能提高该地区电力协调外送能力。

特高压交直流混联电网稳定控制分析

结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。首先,根据交直流混联系统网架结构,给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法,分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。其次,结合我国电网规划中的交直流混联系统,论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制等方法提高交直流系统稳定水平的方法,并给出了研究示例,验证了上述方法的有效性。最后,针对目前交直流混联系统研究存在的不足,展望了未来研究方向。