基于节点功率注入的双芯对称型晶闸管可控移相器机电暂态建模

晶闸管可控移相器(thyristor controlled phase shifting transformer,TCPST)具有快速响应特性,可用于提高系统稳定性。为实现含柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)设备的大规模电力系统暂态稳定计算,提出了TCPST的机电暂态仿真模型。考虑TCPST的电气部分和控制结构,通过模型等效和等价变换,推导了TCPST节点功率注入模型的数学表达式,并建立计及附加阻尼控制器的档位控制模型。此外,针对TCPST仿真模型中档位离散切换特性所带来的数值振荡问题,提出了利用滤波环节处理注入功率的抑制方案。最后在交直流电力系统计算分析软件中搭建了TCPST的机电暂态模型,并将模型应用到南方电网的算例中。通过算例系统的DSP、BPA和PSCAD仿真计算结果比较,验证了所搭建模型的准确性,且该机电暂态建模方法可为其他FACTS设备的仿真建模提供参考。

基于无功功率注入的MMC-HVDC交流电网等值阻抗识别方法

交流电网等值阻抗反映了交流系统的强度,系统强度降低会给模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电系统的稳定运行带来不利影响。为规避高阻抗/低强度给交直流系统带来的安全运行风险,实现复杂多变电网等值阻抗的迅速准确检测,文中以包含双端模块化多电平换流器的交直流系统为研究对象,提出了一种基于无功功率扰动注入的交流电网等值阻抗在线识别方法。首先,从理论角度介绍了无功扰动注入的阻抗识别原理,分析了交流电网电阻大小以及测量表计误差对阻抗识别精度的影响,构建了基于交流母线电压信息的阻抗识别精度评价指标。然后,基于此指标提出了无功功率扰动注入量的设计原则以及基于识别精度约束的交流电网等值阻抗在线识别方法。最后,通过仿真进行验证,证明了所提方法的可行性以及阻抗识别精度的可控性。

考虑新型拓扑结构的统一潮流控制器五端功率注入模型

南京西环网中统一潮流控制器(UPFC)装置的串联侧变压器接入220kV铁北—晓庄双回线路,并联侧连接在临近的35kV燕子矶母线,这种新型拓扑结构对UPFC的系统级建模提出了更高的要求,既要考虑UPFC控制双回线路的特点,还要体现UPFC对并联侧母线及后续线路的影响。为此,文中提出了一种适用于新型拓扑结构的UPFC五端功率注入模型,在考虑串联侧控制双回线路且并联侧节点可灵活的情况下,基于注入功率法推导了该模型的数学表达式,并给出了PSASP软件下UPFC五端模型的潮流计算原理和实现方法。在该模型的基础上,进一步实现了UPFC串联侧双线控制策略,并基于南京UPFC工程实际数据进行正常运行状态和串联线路N-1故障的仿真计算,结果验证了该模型的准确性、灵活性和全面性。

UPFC三节点功率注入模型及其工程应用

实际工程中会出现UPFC并联侧换流变压器接入低电压等级母线的结构。对该结构的UPFC进行仿真分析时,采用现有模型无法体现出UPFC对低压母线及与之相连的变电站、线路的影响。为解决上述问题,提出了一种UPFC三节点功率注入模型,并采用注入功率法,推导了UPFC三节点功率注入模型的数学表达式。利用电力系统综合程序(PSASP)的用户自定义模型(UD)功能,搭建了UPFC三节点功率注入模型。该模型将UPFC并联侧功率注入到低压母线上,克服了现有模型无法体现UPFC对低压母线及与其相连变电站及线路影响的缺点。将其应用于采用该种UPFC接法的南京UPFC工程中进行仿真计算,结果验证了该UPFC模型的精确性和可信度。

基于功率注入法的UPFC潮流分析算法研究

基于功率注入法提出了一种含UPFC的输电系统潮流计算模型,将UPFC引起的附加注入有功和无功功率作为独立的状态变量,避免了由于引入UPFC而引起的振荡或者发散,潮流的收敛速度快。IEEE-9节点系统验证了本算法的有效性。

基于PSASP的IPFC功率注入模型研究

线间潮流控制器(IPFC)能实现不同线路间功率的定向、定量交互,解决电网潮流分布不均的问题,具有较好的应用前景。然而,目前用于大电网分析计算的主流软件中均未开发IPFC模型,导致难以对其控制潜力及应用前景进行评估。文中研究了电力系统综合程序(PSASP)下的IPFC建模方法。首先,采用功率注入法推导了IPFC装置的数学表达式。在此基础上,基于PSASP软件的用户自定义(UD)功能,搭建了IPFC的稳态控制模型,并给出了IPFC的潮流计算原理和实现方法,完成了PSASP潮流程序和用户自定义模型之间的交互迭代。仿真算例验证了文中所建模型的有效性和准确性。

大功率注入式有源电力滤波器的理论研究及工程应用

电力行业开展改革工作主要目的就是提高电力行业生产质量与效率,为人们提供更加稳定安全的电能。伴随着各种电子设备开始逐渐在电网张应用,在为电能转变及应用带来便捷的同时,还对电能质量造成了严重影响。

基于功率注入法的UPFC潮流控制研究

目前对灵活交流输电系统技术 (FACTS)在稳态方面的作用缺乏深入的研究。采用基于功率注入法的统一潮流控制器 (U PFC)稳态模型 ,通过合理简化后 ,形象地分析了 U PFC在电力系统中的潮流控制特性 ,显示了功率注入法在 UPFC建模中的优越性。通过该模型 ,UPFC的潮流控制问题可以使用优化来解决 ,并可充分考虑系统中以及U PFC本身存在的约束条件。最后 ,用 IEEE的两个标准系统来研究 U PFC在提高线路传输功率中的作用。仿真结果表明 :UPFC对于区域性的运行目标具有强大的控制能力 ,特别适合长距离的互联传输系统。该结论可以为 U

复功率注入空间的电力系统概率安全性指标研究

为弥补电力系统安全性分析存在的不足,对电力系统概率安全分析进行了研究.在复功率注入空间提出了一种反映电力系统概率安全性的指标模型,该指标模型在现有研究成果的基础上,考虑了无功功率注入和负荷中感应电动机比例不确定性的影响.同时,根据复功率注入空间动态安全域超平面的迁移特性,推导了指标简化计算方法.仿真计算表明,该指标能够全面反映电力系统的安全性状况,具有合理性.

并网风力发电场的最大注入功率分析

风能是一种清洁、可再生的能源,具有污染小、分布广、资源丰富等优点。目前,风力发电已成为全球风能利用的热点,是21世纪最具发展潜力的新能源。近年来,随着风电装机容量的不断增加,我国风电并网也得到了快速发展。然而,由于我国幅员辽阔,地域差异较大,各区域间的风电并网具有不同的特点和规律。本文通过对大型风力发电系统建模分析,以风电场为例,研究了不同风速下风力发电机组的最大注入功率以及在电网故障情况下对风电机组最大注入功率的影响,对风电场规划和并网运行具有重要意义。

多重电子超越现象对高功率注入大间隙速调管中束流群聚特性的影响

当注入功率较高时,大间隙速调管输入腔的基频电流分布中,除常规意义上的最佳群聚电流峰值(第一峰值电流)外,出现了与第一峰值电流幅值相当的第二峰值电流.结合群聚理论和粒子模拟结果,研究和讨论了第二峰值电流产生的机理.研究结果表明,第二峰值电流的出现由高电压调制系数下出现的多重电子超越效应造成.当二极管电压600kV,束流5kA,工作频率3.6GHz时,利用多重超越效应可在保持最佳群聚距离基本不变的前提下,把大间隙速调管的束流群聚深度由80%提高到92%,群聚束流的基频功率也从2.2GW提高到2.8GW,增幅约27%.

计及输电网中有功和无功注入功率波动的网损概率分析方法

输电系统的网损是随着其运行方式的变化（即节点注入有功、无功的变化）而变化的。传统的网损分析方法必须建立在选择典型运行方式或典型日的基础上，难以全面、准确地反映运行方式变化对网损方法的影响。本文在作者建立的用概率分布函数分析输电系统网损方法的基础上，进一步提出了同时计及有功、无功注入功率波动对网损影响的分析方法，并用算例检验了所提方法的有效性。

基于随机规划的并网风电场最大注入功率计算

提出了一种基于随机规划理论计算大规模并网风电场最大注入功率的方法,将并网风电场最大注入功率的计算问题转化为在一定安全、稳定、电能质量约束条件下的机会约束规划问题。引入随机变量来表示风电场的有功出力,着重研究了时间段较短的实际运行情况。求解模型时采用了混合智能算法,在含风电场的IEEE30节点系统上进行算例分析,结果表明了该方法的正确性和有效性。本文提出的方法可避免动态仿真的繁琐计算并保证结果的最优性。

节点注入功率模式对电压稳定裕度的影响

新一代能量管理系统(N-EMS)的计算模式特点是实时、跟踪、递归和智能预警。此模式需要高效的算法作支撑,由于启动单次计算步长间隔的缩短,线性近似的合理性得到加强,灵敏度计算用于此能满足计算模式的要求。文章针对N-EMS的主要组成部分——电压稳定分析功能,定义了3类节点注入功率模式:负荷的随机变化方向、发电机的响应设定方向、负荷的有功和无功比例,建立了易于被调度中心运用和理解的连续潮流模型,在此模型基础上分别推导得到负荷裕度对3类模式的灵敏度公式,据此分析节点注入功率模式对负荷裕度的影响,以便能够快速进行电压稳定预警和采取有效的校正控制来避免电压崩溃。通过新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所提方法、思想的合理性。

基于子网边界等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法

电网互联而管理体制的分层分区对互联电网分布式潮流计算提出了实际需求。文中提出一种基于子网边界节点等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法。不同于Ward等值模型,提出仅保留区域联络线的子网的简化外网模型,避免了计算前的网络化简等值工作,减轻了协调层的参与程度和计算量,具有更好的分区独立性。采用异步迭代模式,通过交换内外边界节点的电压来更新外边界节点等值注入功率。对多个IEEE标准算例进行测试,并与其他方法进行比较,结果表明,所述模型和方法是有效的,适合在线应用。

基于支路等值注入功率模型的外部网络等值修正方法

在基于外部网络等值的最优潮流计算中,不断对外部网络等值导纳矩阵进行重新计算导致计算效率下降。针对Ward等值和REI等值,通过采用支路等值注入功率模型消去变动支路对节点导纳矩阵的影响,获得与变动支路无关的外部等值导纳矩阵,只需修正变动支路的等值注入功率,并把支路注入功率归并到边界点,即可对外部网络等值进行修正。以IEEE39节点系统作为试验系统,通过对外部网络等值修正效果进行评估,验证了所提方法的正确性和有效性。

注入功率及耗能密度对离子输运率的影响

大气压非平衡等离子体的输运特性直接制约着工业电收尘和飞行器等离子体隐身的进一步发展,影响该输运特性的因素较多,包括放电区的压力、气体流速、电场强度、注入功率密度及其耗能密度等。为提高大气压非平衡等离子体输运效率,以线板形式电晕放电为手段进行电离流经放电区气体的实验,运用DLY-3型大气离子测量仪测量脱离电场约束的正负离子浓度,研究了注入功率密度及耗能密度对离子浓度输运率的影响。研究结果表明,在一定程度上随着注入功率密度、耗能密度的增加,离子浓度输运率越高.但当注入功率密度和耗能密度达到一定值时,离子输运率变化趋于平缓;同时,高风速比低风速的等离子体输运率要高出几个数量级。

基于等效注入功率法的含直流潮流控制器的直流电网潮流计算方法研究

含有N个节点的直流电网中可控支路数遵循N–1准则,当支路数多于N–1时,会出现不可控支路,故引入直流潮流控制器实现与换流站的协调控制,最大限度地保证所有支路运行在载流限值内。然而,接入直流潮流控制器后,常规潮流计算将增加新的节点,从而导致系统节点导纳矩阵和雅克比矩阵阶数的增加、矩阵元素的变化等,给潮流计算带来附加计算量,影响潮流计算的速度和效率。以电压源型潮流控制器为例,推导含电压源型潮流控制器的直流电网潮流计算数学模型;将等效注入功率法引入含有潮流控制器的直流电网潮流计算中,新增节点以附加注入功率的形式转移到控制器安装支路的两端节点,避免了新节点引入的大量计算。最后,以改造后的某五端柔性直流工程为例,通过等效注入功率法和仿真软件在含有一个和多个控制器时的直流电网潮流计算结果的对比,验证该方法的有效性。

基于节点注入功率——电压变化比灵敏度的交换容量极限计算研究

提出基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析方法,对大区电网间潮流断面上的交换容量—静态电压稳定性进行了分析,得到系统电压最敏感节点。对基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析的电压最敏感节点灵敏度变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合,通过对该非齐次指数函数求导得出电压灵敏度的变化率函数,根据电压稳定临界点的判别条件计算交换容量极限。对华东、华中、华北"三华"特高压电网交换容量评估的应用证明了所提方法的正确性、有效性,且具有较高的精度。

注入电功率密度、电离能密度及气体速度参量对离子输运率的影响

为提高大气压非平衡等离子体源的输运项,利用电离连续性方程及带电粒子运动方程分析了离子在电离电场中的受力及其运动规律。对电晕放电点的流光、辉光放电区域内注入电功率密度、电离能密度与气体速度对离子输运项的影响进行了理论研究,并在此基础上进行了实验。研究结果表明:在电晕放电点的流光、辉光放电区域内,注入功率密度、电离能密度等参量对离子输运项的影响程度仅在1个数量级内;当电离能密度为0.4 mJ/cm3时,提高气体速度从1.5 m/s提高到25 m/s,则离子输运项从5.4×108 cm-3·s-1增加到了8×1010 cm-3·s-1,气体速度比电离能密度对输运项的影响程度高出2个数量级左右。可见,提高气体运动速度是解决目前等离子体设备存在问题的一种可行、有效的方法。