面向新能源场站的分布式调相机励磁配置与控制优化

为解决新能源场站的暂态过电压问题,越来越多的新型分布式调相机被应用于工程现场,励磁系统作为调相机启动和运行的重要组成部分,往往也是系统设计时所考虑的重中之重。针对分布式调相机本身容量小、惰速快等特点,本文提出了综合励磁的硬件配置方式,即使用一套功率柜完成启动、升压并网及运行的全工况任务;同时为增加调相机启动并网的可靠性和快速性,提出了变参数运行和不停机快速升压并网的励磁优化控制策略,并针对性地介绍了与之适配的对外接口、控制流程等。搭建了10Mvar调相机启动系统动模试验平台并进行了功能测试,验证了综合励磁配置和控制优化方法的有效性和优越性。目前,采用本文所述方法研制的综合励磁系统已在10Mvar调相机工程现场成功应用并稳定运行。

新型分布式调相机动态性能参数自适应优化

高比例风光新能源并网面临着暂动态无功、系统短路容量和转动惯量不足。提出了在新能源发电侧配置新型分布式调相机的解决方案。其中,调相机的暂动态参数对于确保其无功补偿响应速度和效果非常重要。通过研究调相机的设计变量对关键参数的影响,建立了采用自适应调节的电磁方案高效寻优方法。通过方案自动设计寻优获得了暂动态参数优越的调相机优选方案。通过型式试验对该设计方案进行了充分验证,结果表明,该新型分布式调相机暂动态能力能够满足电网的要求。

多目标优化的分布式调相机协调控制方法

为实现绿色可持续发展战略,我国正在大力推进电力的清洁发展和自主创新,以风电、光伏等新能源为主要特征,已建成并投运了数条特高压直流输电线路,提高了电能超远距离的传输效率,为国家建设提供了强有力的支撑。本文针对直流输电系统,提出了一种基于粒子群优化算法的分布式调相机优化配置策略,通过实验验证,其能很好地抑制系统暂态过电压现象。

青豫直流近区330 kV人工短路试验分布式调相机响应结果分析

青海电网是目前全国新能源装机占比最高的省域电网,大规模新能源接入对青海电网电压稳定带来挑战。介绍了青豫直流近区330 kV 1号站Ⅰ线三次人工短路试验,分析并对比了三次试验期间分布式调相机的响应特性,描述了分布式调相机对故障时电压跌落深度和故障后过电压的抑制效果,验证了分布式调相机对电网的暂态无功支撑效果。

新型分布式调相机碳刷室在线监测系统

随着自动化、智能化发展,以及无人值守运行模式的需求,用户对碳刷室在线监测需求十分迫切。本文介绍了一种应用于新型布式调相机碳刷室在线监测系统,能够安全、稳定地实现碳刷磨损、温度、电流及集电环温度实时监测。

分布式调相机在某大型光伏项目的设计研究

分布式调相机在稳定并网点电压和抑制新能源脱网方面发挥着日趋显著的作用,因此在新能源场站中开始广泛使用。结合国家标准规范,提出了适用于分布式调相机的电气接线、设备选择及布置方式、继电保护配置设计方案。图2幅。

适应高比例新能源直流外送输电能力提升的分布式调相机配置方法研究

特高压直流送出是我国大规模可再生能源消纳的重要输电形式。在新能源高渗透率地区,直流故障后新能源的暂态过电压问题已成为制约新能源外送能力的主要因素。对新能源外送系统的分布式调相机配置方法进行研究,结合限制故障影响范围制定初步配置方案,并以新能源脱网站点的短路比为参考指标对初步配置方案进行优化完善。针对某实际电网的算例仿真表明,最终配置方案可有效提升网内新能源的消纳能力,且推荐的新能源汇集站点分布式调相机配置比例可用于指导后续电网实际规划和建设工作。

高海拔分布式调相机GVPI定子绕组绝缘设计的研究

针对分布式调相机高海拔的运行要求,分析了高海拔对于定子绕组绝缘的影响,介绍了制造商的应对解决方案。根据不同绝缘外表面防晕机理,明确了需要重点优化的防晕结构,建立了相关结构的仿真模型,并将该模型成功应用于50MvarGVPI空冷调相机的高海拔防晕优化设计,使整机起晕性能相比常规机型提升了近40%。

分布式调相机失磁保护动作分析及思考

在介绍一次分布式调相机失磁保护动作情况的基础上,分析分布式调相机励磁系统工作机理、分布式调相机在新能源区域抑制过电压的能力以及失磁保护的工作原理,同时针对目前分布式调相机失磁保护在定值整定方面的不足,提出了相应的改进建议。

浅议新能源场站中分布式调相机的设计

冀北电网新能源装机规模不断扩大,低惯量、频率电压支撑问题突出,给电力系统的安全稳定运行带来前所未有的挑战。未来新能源装机规模将持续性扩大,电网调频、调压能力严重不足;局部地区新能源场站接入变电站间隔资源有限,并网接入压力较大。随着分布式调相机在新能源场站中的大量应用,文章通过分析新能源场站现有建设条件,对比研究两种类型的调相机优缺点,调相机的设计成为新能源设计行业应用的研究重点。

新型分布式调相机润滑油系统的设计开发

介绍了新型分布式调相机润滑油系统的技术特点、技术参数和系统组成;对高海拔、防低温、新型润滑油冷却方式和部套件冗余等关键点进行了设计。

高比例新能源直流送端系统分布式调相机优化配置

高比例新能源直流送端系统故障可能引发新能源暂态过电压脱网,在新能源场站或汇集站配置分布式调相机是抑制暂态过电压脱网的有效手段。针对高比例新能源直流送端系统分布式调相机优化配置的技术需求,首先分析高比例新能源直流送端系统的暂态过电压传播特性。基于此,提出考虑节点和系统综合暂态压升严重性指标的分布式调相机候选节点筛选方法。然后,以计及运维费用的分布式调相机综合配置成本最小为优化目标,考虑多场景和多故障下的暂态电压稳定性约束,构建分布式调相机优化配置模型。最后,利用粒子群算法进行寻优得到分布式调相机优化配置方案,并构建高比例新能源直流外送试验系统。采用BPA-PYTHON-Matlab联合仿真验证所提配置方法的有效性。

分布式调相机布置方式研究

分布式调相机在新能源汇集站即将广泛应用,按使用寿命不低于30年的要求,调相机的布置方式已成为应用和设计单位的研究重点。通过接线原理对分布式调相机的基本构成进行了介绍,对其构成设备的布置及安装方式进行了调查,并进行了调相机系统关键组件的多种布置方式研究,运用经济技术比较方法提出了分布式调相机在高海拔地区的优选布置方案。

分布式调相机在特高压交直流混联电网的配置研究

1000kV潇湘一赣江特高压交流双回线路投运后,湖南电网暂态电压稳定特性有明显提升,但由于电源建设与负荷增长的不匹配,在丰水期和大负荷时段湖南电网依然存在电压稳定问题,分布式调相机可为系统提供较强的转动惯量和快速无功支撑,是解决受端电网电压稳定问题的重要技术手段。首先开展调相机布点在湘中和湘南的不同变电站内、不同电压等级的暂态电压支撑效果对比研究,分析得出调相机在湖南电网的最优配置方案。在华中特高压交流环网投运后,新增调相机可以改善电网暂态电压稳定水平、释放火电机组旋备和替代火电机组开机,提升祁韶直流送电能力、湖南省整体供电能力、清洁能源消纳能力和电网运行方式灵活性。

50 MVar分布式调相机润滑油系统的设计研究

本文针对50 MVar分布式调相机的布置环境及安全运行要求,对调相机润滑油系统进行设计研究,计算了油箱容量、润滑油泵的流量及压力、油冷却器的换热面积,为系统设备选型提供理论依据。

考虑频率稳定约束的分布式调相机选址定容策略

“双碳”目标的提出加快了以风光为代表的新能源发电并网。高比例电力电子接口的新能源发电并网将导致电力系统惯量支撑能力弱、频率稳定问题突出。针对风光场站,分布式同步调相机作为旋转元件,在提供电压支撑的同时,还可为系统提供转动惯量继而提升电网频率支撑强度,但高效可行的分布式调相机配置方法尚有待研究。文章提出考虑频率稳定约束的分布式调相机选址定容方法,以节点惯量来评估系统惯量分布并识别系统频率支撑薄弱区域,进而挑选调相机配置地点,并根据临界惯量作为不等式约束,以配置容量最小为优化目标设计了分布式调相机选址定容策略。结合算例分析表明,提出的分布式调相机选址定容策略直接高效,能在调相机总配置容量最低的前提下,更有效地提高系统频率支撑强度。

考虑系统稳定边界的同步调相机励磁与升压变参数联合优化

现有提升调相机动态无功特性的参数优化方法侧重于电磁参数的优化,这给生产企业带来较高的工艺要求和较大的成本压力。针对该问题提出考虑系统稳定约束的调相机励磁系统及升压变参数联合优化方法,分析其对电磁参数优化的可替代性。首先,推导了基于Park模型下调相机的无功频域特性,与6阶实用模型下的无功频域特性对比,基于调相机的Park模型可提升调相机动态无功特性的分析精度。然后,提出根据调相机并网系统的稳定边界确定参数的优化区间,采用频域灵敏度方法确定重点参数,并基于人工鱼群算法进行参数优化。最后,通过仿真结果表明,励磁系统与升压变参数的联合优化,可获得与仅优化电磁参数时相近的调相机动态无功性能,验证了电磁参数优化的可替代性,从而降低调相机的制造成本,扩大同步调相机的应用场合和范围。

大规模新能源直流外送系统调相机配置研究

针对抑制送端电网暂态过电压的技术需求,首先分析了送端电网暂态过电压的影响因素;然后构建了直流外送试验仿真系统,基于机电暂态仿真,考虑分布式调相机及其分层分散配置的作用,分别提出了调相机集中和分散接入不同电压等级配置方案;最后通过对比各方案给出了大规模新能源直流外送系统调相机配置建议,研究结果表明在各新能源汇集站低电压等级侧分散配置小型化调相机,不仅可以全面解决送端系统的暂态过电压问题,还能进一步提高经济性。

光热与光伏发电综合对比

光伏发电和光热发电是太阳能发电的2种典型形式。光伏开发成本相对较低,但为保证系统安全稳定运行,须配置一定比例储能和分布式调相机,造成发电成本提升,而光热自带储热和出力友好性,因此目前对于光伏与光热的发展技术路线仍存在较大争议。文中以青海海西地区为例,基于同一时空太阳能辐照资源和出力特性,比较光伏+储能与光热的电力保障能力;然后从电网安全稳定支撑能力角度对光伏+储能+调相机与光热进行比较;最后基于光热和光伏成本下降趋势预测进行二者的经济性对比。研究结果表明,若将光热和光伏放到技术对等层面,则光热由于同时具备储热和常规发电机功能,能够为系统提供短路容量、无功补偿和转动惯量支撑,在成本下降后经济性与光伏+储能+调相机基本相当,甚至更优。

青海第二条直流接入系统方案及安全稳定特性研究

为贯彻国家能源发展战略及习近平总书记视察青海重要讲话精神,立足青海省能源资源优势,加快推进青海清洁能源示范省建设,大力开发海西千万千瓦级清洁能源基地,需开展青海第二条特高压直流外送方案研究。通过开展电网短路比及安全稳定特性研究,提出了青海第二条直流接入系统的方案,指出了青海第二条直流接入系统后电网面临的新问题,即直流近区母线和新能源电站的暂态过电压问题,提出了配备燃气机组或加装分布式调相机的解决方案。