虚拟同步发电机控制下多端交直流混联电力系统间的强动态交互过程及其传播

该文针对虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,vsG)控制下的多端交直流混联电力系统,首先建立了VSG控制子系统作为反馈环节的交直流混联系统闭环线性化互联模型,分析强动态交互过程的产生条件,论证其对稳定性的负面影响,提出混联电力系统在强动态交互过程下的稳定性判据。然后,研究上述强动态交互过程的传播路径,得出VSG控制子系统与剩余子系统间强动态交互过程的传播路径包含直流线路和交流线路两部分,其中直流系统的下垂控制参数会对强动态交互过程的传播产生显著影响。因此,提出通过断开交流线路、采用较小的下垂系数来阻断、抑制强动态交互过程的传播,并通过设定合理的VSG控制参数进一步破坏其产生的条件,避免由于VSG接入引起的强动态交互过程及其对稳定性的潜在威胁,提升VSG控制下多端交直流混联电力系统的稳定性。最后,在VSG控制的三端交直流混联电力系统算例中,采用模式分析法和时域仿真法验证上述分析结果。

输电线开断控制对交直流混联电力系统暂态稳定性影响研究

针对交直流混联电力系统暂态稳定问题,输电线路开断(Transmission Switching,TS)控制可以作为一种调控手段以避免混联系统崩溃。输电线路的开断通过改变网络拓扑结构来优化混联系统的有功潮流,影响支路暂态势能分布。文中从网络能量角度对失稳混联系统割集支路的能量稳定程度加以分析,设计输电线路开断调控策略。首先构建支路开断评价指标寻找可改善割集支路能量稳定性的线路;进而采用多目标0-1规划筛选最优开断线路组合;最后对含直流线路的十机系统进行仿真,验证所提组合断线控制策略的有效性。

基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估

利用网络变量运行轨迹分析交直流混联电力系统的暂态稳定性,能够更加直观地展现分析结果,为暂态稳定的局部控制提供理论基础。首先,基于网络结构构建了适用于混联系统的暂态能量函数,依据直流线路有功功率的分布规律构造了直流线路势能函数;其次,构建了针对直流线路势能的稳定性判别指标,定量分析了混联系统的受扰程度和割集位置;最后,仿真计算改进后的新英格兰10机39节点系统,结果表明直流线路位置不同,其势能的稳定性不同,并且直流线路的接入不改变系统的割集分布,所提指标能够有效量化评估交直流混联电力系统的暂态稳定性。

交直流混联电力系统短波通信网络抗毁性优化算法

针对通信网络抗毁性较差,影响交直流混联电力系统通信连通度与安全性的问题,提出一种交直流混联电力系统短波通信网络抗毁性优化算法。定义网络抗毁性,并分析其影响因素,以此为基础,基于HOT理论构建短波通信网络抗毁性模型,确定短波通信网络抗毁性优化函数,并阐述优化函数求解约束条件,以优化函数为依据,引入禁忌搜索算法求解优化函数,算法输出结果即为交直流混联电力系统短波通信网络抗毁性优化结果。实验表明应用提出算法获得的网络最大连通度与网络抗毁性值均较大,充分证实了提出算法网络抗毁性优化性能更佳。

交直流混联电力系统小干扰稳定性分析综述

该文以交直流混联电力系统的小干扰稳定性为研究对象，依次梳理了十几年来国内外在该方面的研究成果；从交直流混联系统间动态交互过程的角度，分别综述了含VSC-HVDC和VSC-MTDC混联电力系统小干扰稳定性的研究内容和方法，得出目前复杂交直流混联电力系统在小干扰稳定性研究中面临的主要挑战为：1）以阻抗法为代表的传统频域分析法能够清晰地阐明简单混联系统间的动态交互过程，揭示其稳定性的内在机理，但是难以在多输入多输出特性的复杂混联电力系统中得到应用；2）由于分析方法的缺失，复杂混联电力系统小干扰稳定性分析中动态交互过程对稳定性的影响机理暂不明确。基于此，指出未来的研究方向主要有：1）继续完善单输入单输出混联电力系统的机理分析体系，充实其小干扰稳定性的内在机理；2）提出适用于多输入多输出机理分析方法，揭示复杂混联电力系统的稳定性内在机理。

改进的Manchester连锁故障模型在交直流混联电力系统中的应用

针对现有的多种连锁故障分析方法中Manchester模型较符合电力系统实际情况,但却只包含快动态过程、未考虑高压直流输电系统的问题,通过加入直流输电线路的故障判断、交直流潮流计算和系统慢动态过程等环节,对原始Manchester连锁故障模型的计算流程进行了改进,使之适用于交直流混联电力系统,扩大了使用范围。算例分析结果表明,改进后的模型可用于判断多种元件突发故障情况下交直流混联电力系统的连锁故障模式和结果,可为连锁故障的预防和电力系统的安全运行提供参考依据。

考虑系统故障响应轨迹的交直流混联电力系统暂态能量计算方法

为提升直接法分析交直流混联电力系统暂态稳定的准确性,提出了一种考虑系统近似轨迹的交直流混联电力系统暂态能量计算方法。通过对交直流混联电力系统等值模型仿真得到系统近似故障响应轨迹,根据系统轨迹上直流端口电压、相角以及直流电流的取值确定直流端口传输功率,进而沿系统轨迹对直流端口功率进行积分,计算直流系统势能,提升了交直流混联电力系统暂态能量计算结果的准确性。分别运用所提方法和不计系统响应轨迹的能量函数计算方法对交直流混联电力系统测试算例进行分析,并与PSD-BPA时域仿真结果对比,验证了所提方法的优越性。

交直流混联电力系统储能容量优化配置仿真

传统电力系统储能容量配置目标设计不合理,导致配置效果不理想,为解决上述问题,提出基于可变寿命模型的交直流混联电力系统储能容量优化配置方法。构建交直流混联电力系统模型,分析交直流混联电力系统储能中的功率容量与储能容量,采用基于可变寿命模型的储能容量优化配置方法,将系统最高净利润设置为优化目标,在系统和电站的工作约束、系统备用容量约束以及电池储能约束下进行能源节约利润、环保利润、容量取代利润优化,实现交直流混联电力系统储能容量优化配置。仿真结果表明,上述方法配置耗时短,效率高,且用户满意度高达99%,为交直流混联电力系统储能容量优化配置提供重要参考。

交直流混联电力系统潮流计算与机组组合

在多个直流输电工程投入运行的背景下,大规模交直流混联电力系统成为了我国电力系统的重要发展趋势,这就给电力系统的运行和管理提出了更高的要求。基于以上,该文简要研究了交直流混联电力系统的潮流计算问题,并提出了一种机组组合的改进算法,旨在为相关研究和实践提供参考。

考虑RSR法的交直流混联电网结构脆弱性研究

交直流混联电网能够在较大范围内均衡电力系统运行时的潮流,有利于提升新能源大规模接入电网的接入容量及接入范围,是现代电网发展的重要趋势。为分析交直流混联系统的结构脆弱性,避免电网大停电事故的发生,提出一种基于秩和比(RSR)法的电网结构脆弱性分析方法。首先,基于复杂网络结构特性建立脆弱性指标集,其次选用RSR法结合主、客观评价法得到节点脆弱性综合权重值,最后,为验证所提方法的有效性,以EPRI-36节点交直流混联系统为基础算例进行节点脆弱性分析,结果表明该方法具有可行性。

“面向新型电力系统的电力通信技术及应用”专刊征稿启事

“双碳”目标下,新型电力系统建设不断推进,新能源比例提升、交直流混联、主配网协同等发展趋势使得电力系统正面临功率平衡和安全稳定的极大挑战。此外,电力业务的发展也呈现出“海量终端接入、频繁通信交互、控制向边缘延伸”的特点,需要面向新型电力系统的泛在连接、灵活接入、安全可靠的通信技术支持。

“面向新型电力系统的电力通信技术及应用”专刊征稿启事

“双碳”目标下,新型电力系统建设不断推进,新能源比例提升、交直流混联、主配网协同等发展趋势使得电力系统正面临功率平衡和安全稳定的极大挑战。此外,电力业务的发展也呈现出“海量终端接入、频繁通信交互、控制向边缘延伸”的特点,需要面向新型电力系统的泛在连接、灵活接入、安全可靠的通信技术支持。

特高压交直流混联大电网运行关键技术系列标准解读

2021年10月发布的特高压交直流混联大电网运行关键技术30项国家标准,涵盖仿真建模、安全分析、控制保护、网源协调、新能源调度等关键技术领域,作为首次大批量聚焦特高压交直流混联电网运行控制的系列标准,构建了新形势下电网运行技术标准体系,奠定了我国电力系统转型升级的标准基石。

“面向新型电力系统的电力通信技术及应用”专刊征稿启事

“双碳”目标下,新型电力系统建设不断推进,新能源比例提升、交直流混联、主配网协同等发展趋势使得电力系统正面临功率平衡和安全稳定的极大挑战。此外,电力业务的发展也呈现出“海量终端接入、频繁通信交互、控制向边缘延伸”的特点,需要面向新型电力系统的泛在连接、灵活接入、安全可靠的通信技术支持。

大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制

大规模特高压交直流混联电网是电力系统发展的前沿技术之一,结合了交流与直流的优势,以实现更高效、可靠和灵活的电力传输。在这一技术趋势背景下,电力系统设计师和运营者都需要全面了解混联电网的关键技术和特性,以及如何在复杂的电力环境中实施有效的运行控制。基于此,深入探讨了特高压混联电网的拓扑结构,对大规模特高压交直流混联电网的特性进行了综合分析,并详细论述了该电网的高级运行控制方法,希望能为电力工程师和研究者提供有价值的参考。

交直流混联电力系统潮流计算与机组组合

在我国电力系统的持续发展中,由于很多的直流供电系统工程同时进行运转,因此要管理好规模庞大的输电网络,就出现了交直流混联电力系统,它也给我国的电力系统的正常运行和相关的管理工作带来不少的挑战,主要阐释关于交直流混联电力系统潮流计算的求解方法以及机组组合运算。

基于机电–电磁混合仿真的交直流混联受端电网连锁故障筛选指标及搜索策略

现有交直流连锁故障筛选指标和仿真手段不能准确反映交直流耦合作用和直流暂态过程,难以得到准确的连锁故障演化路径。因此,该文提出一种基于机电–电磁混合仿真的交直流连锁故障筛选指标及搜索策略。首先,基于PSD-PSModel构建交直流混联受端电网机电–电磁混合仿真模型;其次,考虑交直流耦合作用与直流控制环节,提出多馈入交直流交互作用因子(multi-infeed AC-DC interaction factor,MIADIF)和连续换相失败时间窗口(continuous commutation failure time window,CCFTW)指标,能够精确反映交流故障对多馈入系统关键状态变量暂态过程的影响;然后,基于筛选指标与混合仿真提出一种交直流连锁故障搜索策略,实现交直流连锁故障的快速、准确、全面搜索;最后,依托上海交直流混联受端电网进行仿真验证和分析,验证所提指标和搜索策略的有效性。

大规模直驱风电场经柔直送出系统交直流线路故障特征分析

针对具有故障穿越策略的永磁风电场经多端柔性直流(Voltage Source Converter Based Multi-terminal Direct Current,VSC⁃MTDC)输电系统外送的交直流混联系统,分析故障穿越控制目标下受端交流电网故障和考虑输电线路频变特性的直流系统输电线路故障发生后的故障特征,以及大时间尺度下,直流系统对交流故障的响应。研究结果表明:基于实时数字仿真(Real Time Digital Simulation,RTDS)搭建的交直流混联系统模型在有效控制故障发展的前提下,不同故障条件、控制策略下具有相对应的故障特征,如:交流并网线路故障时,负序电流将被抑制,换流站仅向故障点提供有限的正序电流,且优先输出无功功率,直流线路累积不平衡功率出现直流过电压现象,计及直流电压波动引起受端换流站的dq轴电流发生变化,造成交流线路故障电流短时间内增大约20%。直流线路发生单极接地故障时,故障极电压以最大700 kV/ms的速率迅速下降到0,非故障极电压上升为原来的两倍,且故障电流会随着接地电阻的增大而减小;当发生双极故障时,故障电流能够在数毫秒内达到额定电流的几十倍,最大速率可达8.25 kA/ms,严重威胁电力电子器件的安全,并且电压迅速降至0,此时通过混合直流断路器快速动作,在故障电流上升至额定电流2倍前切除故障线路,使系统满足N-1运行原则。仿真结果与理论分析结论相符。

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。

直流调制改善交直流混联系统暂态稳定性的研究

文章研究了天广交直流混联系统中天广直流双侧频率功率调制对改善该混联系统暂态稳定性的作用,并做了基于实际系统运行方式的仿真实验,仿真结果表明,直流功率调制对减小系统第1个摇摆稳定峰值的效果比较明显;还基于典型两机系统的非线性直流调制控制器,构建了天广交直流混联系统的非线性直流调制控制器,并做了将其应用于实际系统的仿真实验。经综合比较得知,两种调制方式在改善系统的暂态稳定性方面的效果是相近的,且常规的双侧频率功率调制对电网运行的适应性更好。