区域互联下不对称交流电网运行控制系统设计

电力系统内部的交流电在产生不对称故障之后,会直接导致换流站母线电压不平衡,系统内部出现的负序分量和零序分量会影响系统交流和直流谐波分布,进而影响电网的正常运行。为了进一步实现不对称交流电网的控制,设计了一种控制系统。系统硬件设计了锁相环控制器、电流环控制器、DSP控制器,锁相环控制器由相位鉴别、环路滤波和压控振荡三部分组成一个闭环。针对区域互联状况进行分析,确定谐波电压和谐波电流的传递规律,建立谐波分析程序和控制程序,通过矢量计算,对不对称交流电网电流进行运行控制。实验结果表明,所设计系统能够有效解决运行过程的输入量和输出量不均衡的问题,降低叠加放大状况,控制后电流和电压幅值波动为0,有效防止出现谐波不稳定现象。

利用储能技术实现交流互联电网分区解耦控制的可行性研究

交流联网可能会带来互联电网的动态稳定性问题。通过对交流和直流2种联网方式的对比分析,提出利用储能技术实现交流互联电网分区解耦控制的思路,即通过储能装置消除2个交流互联的区域电网之间的相互影响,各区域电网只需按照本区域的电网特性进行稳定控制。

我国交流互联电网动态稳定性的研究及解决策略

在我国大区交流互联系统中存在着区域间弱阻尼或负阻尼低频振荡问题。为了解决该问题,工程人员通过现场试验、整定和调试,目前已为100多台机组配置了电力系统稳定器(PSS)。联网试验及联网后的运行经验证明,这些PSS的配置增强了联网系统的阻尼,保证了联网系统的动态稳定性,是解决我国大区交流互联系统动态稳定问题行之有效的方法。

交流电网互联的双端柔性直流输电系统小信号建模

小信号模型是稳定性分析及控制器设计的基础。对交流系统异步互联的双端柔性直流输电(voltage source converter based high-voltage dc,VSC-HVDC)系统小信号模型展开研究。通过同步旋转坐标系的灵活选择与转换,构建逆变器及所连交流系统、整流器及所连交流系统、控制器及直流线路的线性化方程,结合状态空间法,建立不受交流系统强度约束的双端柔性直流输电系统小信号模型。通过仿真对比,证明无论交流系统强弱,该小信号模型都能精确反映双端柔性直流输电系统的小干扰情况,具有普遍适用性。

基于储能技术的交流互联电网稳定控制方法

为了在储能功率有限的情况下能够更有效地阻尼系统低频振荡,提出了一种利用储能技术提高交流互联电网动态稳定性的控制方法,即利用储能技术配置区域间振荡模式对应特征根、增大系统区域间振荡模式的阻尼。研究了储能装置控制参数的优化和安装地点的选取,分析了储能装置功率响应时间对所提方法控制效果的影响,提出了实用化的控制策略,并进行了仿真分析。结果表明,所提控制方法在储能功率有限的情况下,仍然具有令人满意的控制效果。

电网交流互联对电网暂态稳定性的影响

华北电力设计院和东北电力设计院所做的《东北、华北电网联网工程系统专题设计》报告中指出 ,华北、东北电网交流互联后各自电网中一些线路或断面的暂态稳定极限值下降幅度较大。这一现象引起了有关部门及从事电力系统分析工作人员的关注。针对这一现象 ,从暂态稳定理论和比对计算两个方面进行了分析 ,并指出受端系统惯量显著增大是产生这一现象的主要原因 ,同时还指出了在电力系统暂态稳定分析工作中 ,系统等值和网格化简时对一些小容量机组的处理应慎重。

基于直流互联的交流电网频率稳定控制研究

直流互联交流电网已经成为解决大电网互联问题的一种有效手段。互联交流电网的直流联络线可以实现区域备用互补,提高电网运行经济效益,并改善电网受到扰动后的频率波动情况。该文基于直流联络线控制提出一种用于互联交流电网频率支援及恢复策略。该策略可以实现事故时的紧急功率控制,减小交流电网事故后的频率急剧下降和波动。同时,在事故后参与到电网恢复过程,起到保障电网在安全频率范围内运行和加速电网频率恢复的作用。最后,通过仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明所提策略充分利用了直流调频能力,提高了互联电网的经济性和稳定性。

大型互联电网交流计划潮流算法

在中国电网,交流计划潮流计算是校核计划安全性的重要基础。该文提出适用于大型互联电网的交流计划潮流算法。首先确立计算必须遵循的忠实性、分区域、真实性和可选择等4个原则;然后给出基于多断面控制法的实现方案。提出分阶段逐步逼近有功计划的方法,并给出3种不同的不平衡功率分配方式;提出以相似潮流中无功分布为初值并根据有功潮流相似度决定参数变化范围的无功调整方法。所提算法的有效性用IEEE 39节点和中国国家电网的算例进行了验证。所提算法收敛性强,能给出与计划值和电网实际情况高度接近的潮流结果,具有良好的推广应用价值。

柔性互联交流配电网的换流器并离网统一控制策略

提出一种并离网统一控制策略,在孤岛控制模式的基础上设计了主动功率调节功能,并网运行时按照有功-电压平方下垂的关系自动分配有功功率;离网运行时下垂功率控制自动切换成定交流电网频率和电压的孤岛模式。该方法适用于并网和离网2种不同的运行工况,并且省去了孤岛检测环节,大幅简化了控制系统结构。以四端柔性互联交流配电网系统为例,详细分析了并离网统一控制策略的参数设计方法,并建立电磁暂态仿真模型,针对并离网多种不同工况开展仿真。仿真结果表明,所提方法可以满足柔性互联系统的负荷均衡及转供的性能要求,同时也避免了并离网切换过程的过电流。

对未来电网互联和更高一级交流电压等级的判断和建议——全国联网和更高一级交流电压等级技术问题研究之三

根据２０２０年以前大区电网互联可能存在的技术问题以及更高一级交流输电电压在电力系统中所起的作用，文章对中国未来大区电网互联的趋势和更高一级交流电压等级出现的可能性作了分析和判断。

基于直流互联的交流电网频率稳定控制策略

直流互联的交流电网作为解决电网互联问题的有效方法之一,直流联络线在应用过程当中能够实现区域电网备用互补,使得电网频率波动状况得到改善与提升。因此,为解决交流电网中由负荷突变导致的直流母线电压波动问题,本文基于直流互联的电网稳定控制精度,提出了一种基于非线性分层的控制方法,实现对交流电网频率的稳定控制。最后,通过仿真实验验证,本文所提出的非线性控制稳定策略与传统的线性控制方法、积分(PI)控制方法等相对比,不仅有效提高了直流电压的控制精度,降低了直流互联下电网的频率波动和功率超调,还具备更好的调节效果,缩短了直流电压恢复稳定所需的时间。

“750kV交流输变电成套设备及电网互联成套设备研制”项目总验收会召开

2006年7月21日，国家发改委在京组织召开了“十五”国家重大技术装备成套设备研制项目——“750kV交流输变电成套设备及电网互联成套设备研制”项目总验收会。国家发改委、国家科技部、中国机械工业联合会、国务院三峡工程建设办公室、中国电机工程学会、国内机械制造行业、有关研究院所等有关单位和专家出席会议。

“750kV交流输变电成套设备及电网互联成套设备研制”通过验收

“十五”国家重大技术装备研制项目——“750kV交流输变电成套设备及电网互联成套设备研制”在京通过验收。

HVDC系统换相失败对交流电网继电保护影响的机理分析

在交直流互联系统中,交流电网故障引发的直流换相失败可导致交流电网保护不正确动作。分析建立了换相失败情况下逆变器的开关函数模型和直流电流暂态变化模型;根据调制理论及卷积定理,推导出了换相失败情况下直流系统注入交流电网的等值工频及工频变化量电流的动态相量模型;通过分析表明该等值工频及工频变化量电流的变化特性有别于纯交流系统,可能造成交流电网故障引发换相失败时交流电网保护的不正确动作;最后,结合两种具体的交流电网保护,分析了直流换相失败导致交流电网保护不正确动作的机理,为交直流系统继电保护策略研究提供了理论基础。

跨大区互联电网与省级电网大扰动振荡耦合机制

华北电网与华中电网特高压交流互联后,位于华中电网西部末端且与互联通道电气距离最远的四川电网,其网内枢纽电站及其出线故障将会引发特高压通道功率大幅涌动,并成为约束南北电力互济的重要因素之一。首先分析了华北—华中特高压互联电网网架拓扑结构与转动惯量分布特征;基于所定义的广义驱动能量,揭示华中不同省级电网故障扰动后,特高压通道华中侧落点电网的注入能量差异;通过理想主导振荡模态及大电网仿真轨迹分析,指出过渡期电网固有结构所决定的振荡机群同调性和振荡耦合叠加性,是导致四川网内故障激发大区振荡首摆驱动能量和反摆制动能量显著增大,进而引发特高压通道功率大幅涌动的根本原因。基于广义驱动能量的影响因素分析,提出相应的缓解措施。该研究可提升特高压大电网动态行为机制的认知能力和大电网安全稳定运行的驾驭能力。

系统惯性时间常数对互联电网暂态稳定水平的影响

由于区域电网的互联,整个系统的惯性时间常数将会发生明显变化,继而会影响整网的暂态稳定水平。基于暂态能量函数法,通过对等值2机系统进行数学推导并作暂态稳定分析,研究了系统在各种运行方式下,2端机组惯量变化对电力系统暂态稳定水平产生的影响,比较了两端机组惯量变化分别对系统暂态稳定性的影响,并发现了系统机组惯性时间常数对系统暂态稳定水平造成的影响与系统的负荷水平及初始工况有关。在理论分析的基础上,结合相关算例在各种运行方式下进行了仿真研究,仿真结果验证了分析结果的正确性。

中国互联电网的发展

简要回顾了中国电力工业及互联电网发展的现状;论述了中国互联电网发展的客观需要和历史必然性;介绍了中国互联电网发展的思路、格局和主要实施的工程项目;指出了中国互联电网发展中直流输电技术和灵活交流输电(FACTS)技术中需要解决的主要问题;分析了西北地区采用750kV电压等级的优越性和对其它地区500kV以上高一级电压等级选取的积极作用;给出了中国互联电网发展中的主要联网方式并提出了未来输变电工程建设中需要采用的先进设备和技术。

避雷器动作对互联电网IPC潮流调控的影响

针对IPC接入互联电网的过压保护对潮流调控能力影响问题,依据复杂电网等值的简化电路,建立了调控电路模型,在送端电网端口、受端电网端口及IPC电容器和电抗器出口处装设氧化锌避雷器,计算分析各节点运行电压,研究了避雷器动作对接入IPC互联电网联络线潮流调控过程的影响。对不同情况进行了仿真分析,结果表明,避雷器产生不同程度的动作,可以导致调节IPC参数对联络线潮流控制能力的下降,严重时失去调控能力。

大区交流联网后电网内部暂态稳定水平变化机理、影响因素及对策研究

分析东北、华北交流联网后电网内部某些重要输电断面暂态稳定水平变化的机理和原因,结合全国大区电网互联,研究分析影响电网内部暂态稳定水平变化的因素,并提出对策。

虚拟惯性时间常数对互联电网小干扰稳定影响研究

传统同步发电机的惯性时间常数是不变的物理参数,虚拟同步发电机的推广与应用使得系统惯性时间常数具有可变性和可调性,继而有可能影响互联系统的小干扰稳定性。论文以VSC-HVDC为研究对象,对其进行虚拟同步发电机控制建模,然后基于特征分析法,对等值联网系统求解低频振荡衰减因子的解析表达式,分析了不同场景下惯性时间常数对小干扰稳定水平的影响程度,发现当惯性时间常数与阻尼系数在同一个数量级时对小干扰稳定有较大影响。最后在两区四机经典模型中验证了结论,对于虚拟同步发电机参数整定和研究互联系统的小干扰稳定性分析及控制具有一定的参考价值。