多馈入交直流电力系统研究中的相关问题

介绍了大扰动下多馈入交直流电力系统中的一些相关问题 ,如换相失败后直流输电系统的恢复、交直流电力系统的功角及电压稳定性、直流控制器间的相互作用和协调以及直流功率调制等。回顾了近年来针对这些问题所取得的研究成果 。

多馈入交直流混合电力系统研究综述

在多馈入交直流混合电力系统中,由于交直流输电线路并列运行且多个直流换流站间电气距离较近,交直流系统间、直流子系统间相互影响,对多馈入交直流混合电力系统的控制和保护策略提出了新要求。文章概述了多馈入交直流混合电力系统中换相失败、直流系统故障后的恢复、电力系统功角/电压的稳定性、谐波的相互作用等问题的研究现状,指出了现有控制和保护策略的特点及不足,可为今后多馈入交直流混合电力系统的研究提供参考意见。

多馈入交直流混合电力系统研究综述

基于多馈入交直流混合电力系统的实际运行情况,对其控制和保护策略提出新要求,使其可以更加高效地处理系统故障,提高系统运行的稳定性和可靠性。

多馈入交直流混合电力系统研究综述

随着我国经济的快速发展,无论人们的日常生活还是工业发展的需要,都对电力系统有着越来越高的要求,而我国传统的电力系统有着许多不足,已经无法适应现代社会的快速发展,因此多馈入交直流混合电力系统应得到大力宣传和推广。这种电力系统引进了先进的科学技术,在我国的工业生产发展中发挥着重要作用。本文对多馈入交直流混合电力系统进行了分析和阐述,希望该系统能够更好地得到利用。

电力电子多馈入电力系统的广义短路比

随着新能源、无功补偿等电力电子设备的大量接入,交流系统相对变弱,分析电力电子多馈入电力系统潜在的失稳、精确度量交流系统电压支撑能力十分重要。文中首先推导了单馈入系统短路比与小干扰稳定性特征方程的显示关系式,建立了单馈入系统短路比与其小干扰稳定间的联系。其次,在一定假设条件下,证明了n馈入系统的动态可由n个独立的单馈入系统表征,从而实现多馈入系统稳定性向单馈入系统稳定性的解耦和简化。最后,提出可用于度量交流系统的强度的广义短路比概念(generalized short circuit ratio,g SCR)。所提出的广义短路比是一个与系统振荡频率无关的静态变量,但反应的是多馈入系统的小干扰稳定裕度,并且在单馈入和多馈入系统下可实现物理意义和数学形式的统一。仿真算例表明了g SCR定义的合理性和有效性。

多馈入交直流混联系统小干扰稳定研究综述

我国电源与负荷的分布特点使多直流馈入交流系统成为我国电网发展的显著特征。多回大容量直流输电增强了电网传输能力,也使小干扰稳定问题具有新特点。随着电网复杂程度提高,多馈入交直流电力系统面临的小干扰稳定问题更加严峻,亟待进行具体的理论分析。介绍了多馈入交直流系统的典型结构和特点,回顾了多直流馈入交流系统动态交互作用机理及其小干扰下的稳定问题,总结了这一领域的研究方法及成果。最后,对多馈入交直流系统未来发展趋势及所面临的挑战进行了讨论,结果可为相关研究工作提供参考。

多直流馈入受端电力系统分区及互联优化方法

合理的系统分区是中国广东等多直流馈入受端电力系统应对短路电流超标、复杂故障和交直流交互影响导致大停电等问题的根本措施。已有研究集中在开断交流支路选择方面,而系统分区在开断交流支路时往往需配套加强区内网架以满足电气支撑约束。为此,提出了一种分区及互联优化方法,能够对分区断面、区间及区内互联方案进行同步协调优化,在满足潮流传输、直流运行支撑等需求下确定合理的拓扑结构和电气强度。首先,以最小化指定规模及以上停电事故发生概率为目标函数,考虑系统安全约束,构建了系统分区及互联问题对应的优化模型;然后,基于最小单元定义实现了网架方案的数学化表达,并以最小单元间的联结关系作为优化变量;最后,采用和声搜索算法和蒙特卡洛仿真法求解所发展的模型。通过在广东实际电力系统的应用验证了文中所提方法的可行性和有效性。

多馈入交直流系统无功补偿器变论域模糊PI控制算法

电网中无功功率是保证供电质量的重要因素,无功补偿器作为无功功率的补偿装置,需始终保持良好的动态性能,研究多馈入交直流系统无功补偿器变论域模糊PI控制算法。分析多馈入交直流系统无功特性,构建无功补偿器导纳矩阵,以功率平衡为前提,选取电网稳定裕度指标,通过变论域解耦形式,设计模糊PI控制算法,实现无功补偿器的补偿控制。实验结果表明:在本文方法下对无功补偿器进行控制,能够对感性负载和容性负载侧的电压和电流进行有效补偿,且可以在感性与容性负载转换时,快速地完成动态响应,保证电网的平稳运行。

阻抗模裕度指标在新能源多馈入系统静态电压稳定评估的适应性分析

集中送出的新能源场站大多位于电网末端,随着其有功出力的增加,易出现静态电压失稳。该文将传统的阻抗模指标的应用对象由负荷推广至新能源场站,丰富了该指标在静态电压稳定评估方面的适用性场景,包括含无功补偿的新能源系统、新能源集群馈入系统、以及新能源多机多馈入系统。具体地,首先,分析新能源单馈入系统的临界静态电压稳定条件,并据此给出用于评估新能源场站静态电压稳定性的阻抗模裕度指标及稳定判据;其次,通过将无功补偿设备并入系统阻抗,分析无功补偿对于指标的影响;再次,证明在新能源的集群馈入系统中,公共耦合点(point of common coupling,PCC)的电压失稳将发生在单个新能源场站之前,并据此确定PCC点作为指标的计算节点;之后,为考虑多机多馈入系统中不同新能源场站间的影响,在指标的计算过程中,保留待评估的关键新能源场站,将其他新能源场站等值为阻抗,并入节点阻抗矩阵中,实现方法在多机多馈入系统中的扩展应用。最后,基于PSD-BPA中建立的单机单馈入系统、多机多馈入系统、以及某省实际大电网算例验证指标的有效性。

计及并联电容器补偿的多馈入交直流系统改进有效短路比指标

多馈入有效短路比能够同时反映交流系统强弱和直流系统间相互作用,是进行多馈入交直流系统分析和评估的重要指标,但是在实际工程应用中仍出现了指标计算结果与系统实际电压稳定不相符的情况。在推导并联电容器补偿对短路电流影响的数学关系的基础上,分析得出现有的多馈入有效短路比指标由于未考虑并联电容器补偿时存在不足而具有局限性。针对这个问题,提出一种能够计及并联电容器补偿的改进多馈入有效短路比指标,该指标通过将系统并联电容器容量折算到直流落点处来进一步计及其给系统电压稳定带来的影响,并给出所提改进短路比指标的计算公式。以修改的新英格兰39节点系统为例,研究了并联电容器补偿对系统电压稳定性的影响,分析了现有多馈入短路比和所提改进指标与并联电容器补偿的容量和补偿位置的关系,研究结果表明,所提改进有效短路比指标比现有多馈入有效短路指标更能够准确地反映交流系统的强弱程度。最后通过浙江电网仿真验证了所提改进有效短路比在描述多馈入交直流系统强度的准确性和适用性。

多馈入交直流系统关联测量分散协调控制

介绍了关联测量分散控制基本原理,针对多馈入交直流系统,采用关联测量的分散协调控制原理推导直流线路的附加控制策略,提出基于关联测量矢量直流系统附加控制的分散协调控制策略。该方法只需要当地信号,控制结构简单,易于实现。算例结果表明,该方法能够充分利用HVDC的快速响应能力,实现多条直流线路的分散协调控制、功率支援和电压保持,具有很好的鲁棒性并能提高系统的稳定性。

基于PMU的多馈入交直流系统的分散协调控制

针对广域多馈入交直流系统,为充分利用直流线路的快速调节能力以改善系统稳定性,提出一种分层分散鲁棒自适应控制方案。基于相角测量装置(PMU)测量单元,协调控制器在线确定并传送故障后动态平衡点到直流线路控制器,直流线路控制器以此故障后动态平衡点为控制目标。采用非线性递推方法推导了基于PMU的多馈入交直流系统的非线性鲁棒自适应分散协调控制规律,并设计了以动态平衡点和PMU实时测量的发电机功角信号为输入的直流线路附加功率控制器。最后通过3机2条直流的测试系统验证了该控制方案的有效性。

多回特高压直流分层馈入模式下交直流混联系统的稳态特性分析

针对多回特高压直流单层接入特高压交流电网、单层接入超高压交流电网及分层接入特高压和超高压交流电网这3种模式,从多馈入短路比、交流系统稳态电压以及直流极限传输功率3个角度分析交直流混联系统的稳态特性,并提出基于自组织临界慢过程的直流极限传输功率分析方法。通过对两回特高压直流馈入的某区域电网进行仿真计算,验证分析方法的有效性。结果表明在一般情况下,采用分层馈入模式有助于提高系统的多馈入短路比,增强交流系统对特高压直流的电压支撑能力。

多馈入交直流输电系统的模糊控制器协调优化算法

设计了一套阻尼区域间功率振荡的模糊控制器。在多馈入交直流输电系统的直流功率控制系统和发电机励磁系统中同时采用了该模糊控制器,并对影响其性能的关键参数进行了协调优化。为了解决优化结果容易限于局部最优的问题,采用了遗传算法进行全局并行寻优,同时引入序优化理论在概率意义上保证优化解的质量。仿真结果表明:与常规阻尼控制器相比,模糊控制器能更好地提高交直流互联系统的动态稳定性且具有鲁棒性。序优化遗传算法比传统遗传算法具有更稳定的性能,可作为多馈入交直流输电系统的模糊控制器参数协调优化的一种有效方法。

多馈入交直流混合系统的智能模糊分散协调控制

为了解决多馈入交直流混合系统中诸控制元件之间协调的问题,根据模糊逻辑推理方法与最优分散协调算法,设计了智能模糊分散协调控制器(FODC),从而使整个交直流系统的性能达到最优。用 NETOMAC 仿真软件仿真了一三机双直流系统。仿真结果表明,所设计的 FODC 确实能提高整个交直流输电系统的稳定性,且优于常规的无分散协调控制(NDC)和有分散协调控制(ODC),在不同扰动下亦能表现出很好的适应性。

多馈入和多端交直流系统相互作用因子及其影响因素分析

探讨了多馈入和多端交直流系统换流母线间电压相互影响关系的求解方法。以此为基础,进步深入研究了相互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)的解析表达式。通过仿真分析,验证了所得MIIF表达式的有效性和准确性。通过MIIF表达式,详细分析了交流系统负荷特性、交流系统等值阻抗和耦合阻抗、换流站无功补偿装置容量以及直流系统等因素对相互作用因子的影响,得到了些有用的结论。

多馈入交直流系统广义短路比的影响因素分析

多馈入交直流系统已经在我国南方电网和华东电网中普遍形成,多馈入广义短路比作为一种新型的指标能有效的评估多馈入交直流系统受端的强弱,是多馈入直流系统规划中的一种重要的参考指标,研究基于多馈入广义短路比的定义分析了直流落点间的联络阻抗、受端交流系统的等值自阻抗、直流功率等因素对多馈入广义短路比的影响及变化规律,所得的结论对于多馈入交流系统的规划及运行具有理论的指导意义,最后通过以在CIGRE标准测试系统的基础上扩展得到的两馈入系统为例,验证了理论推导所得结论的正确性。

基于正规形理论的多馈入交直流输电系统非线性模式分析

传统的特征根分析法不能揭示电力系统的非线性相关作用。正规形理论将非线性系统通过坐标变换,使得原系统与一个线性系统二阶或更高阶等价。将该方法应用到电力系统稳定分析中,既保留了小信号法的优点,又考虑了不同振荡模式间的非线性作用,适用于系统大扰动后的低频振荡特性分析。在对一双馈入交直流并联系统建立动态方程的基础上,运用正规形理论,分析了多馈入交直流系统低频振荡模式的非线性相关作用。结果显示,系统中各种模式是相互影响的,不同运行方式下影响程度也不相同,当系统重载且直流带调制方式下时,区间振荡模式与直流调制模式间的非线性作用最强。时域仿真验证了这一结果。

混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制

随着高压直流输电的发展,柔性直流与常规直流接入同一或电气距离较近交流母线,形成混合多馈入交直流混联系统。为充分发挥柔性直流功率解耦及快速调节特性,减小常规直流换相失败概率,并保持交直流混联系统电压安全稳定,文中提出了一种混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制方法。首先,对混合多馈入交直流系统进行建模,并分析柔性直流不同控制方式下控制量对交流母线电压灵敏度的求解方法。其次,构建两级协调电压控制,系统级控制以交流系统最低节点电压轨迹偏差和控制成本最小为目标;换流站级控制以保证常规直流馈入母线电压和换相裕度为目标。根据发电机无功裕度设计不同的控制方案,针对常规高压直流输电熄弧角和有功功率,避免其发生控制冲突,设计两级协调策略。最后,仿真结果表明所提控制方法能够明显提高交直流混联系统的中长期电压稳定性。

多馈入交直流混合系统的相互影响研究综述

在多馈入交直流混合电力系统中,因为多条直流线路落点于同一交流电网、各换流站间电气联系紧密、无功消耗大,交、直流系统间常以换流母线为纽带发生非常复杂的交互影响。本文围绕多馈入交直流系统的相互影响,概述了换相失败、功角/电压稳定性、扰动后直流输电系统的协调恢复等问题,分析了现有控制和恢复策略的特点及不足,为今后多馈入交直流系统的进一步研究提供依据。