电力系统稳定计算中500kV线路故障清除时间的研究

通过对继电保护装置和开关动作时间的统计分析,探讨将系统稳定计算中500kV故障清除时间由0.1s减少到0.09s或0.08s的可能性,并通过分析计算和仿真试验,研究减少故障清除时间对提高稳定极限的作用。

离散控制时间对暂态稳定性的反常影响及其机理

大规模可再生能源与电力电子装备入网,以及交直流混联,使电力系统的动态特性更为复杂。文中利用扩展等面积准则(EEAC)对暂态稳定性的量化能力,分析诸如故障清除及切机等离散控制的时间对暂态功角稳定裕度的影响机理。暂态功角稳定裕度由主导映象的不平衡功率及功角构成的扩展相平面(P-δ)上的面积来表示,不但具有清晰的几何表示,也具有明确的物理意义。故可将控制时间对暂态功角稳定裕度的影响,分解为控制变量的P轴效应及δ轴效应。对于非哈密顿系统,可能出现与以往认知不符的现象,通过若干实例,验证了上述分析。

含多感应电动机负荷的微网电压稳定性仿真分析

微网中含大量高度非线性的感应电动机负荷,对微网孤岛运行时的电压稳定性构成严重威胁。为此,针对含多感应电动机负荷的微网,根据电力系统功率平衡的原则,从理论上推导了微网各电动机负荷转差与系统电压的动态耦合关系,进而说明感应电动机负荷更加敏感的原因及多感应电动机负荷的转差和系统电压之间的动态耦合特性与微网稳定性相关。基于MATLAB/Simulink仿真平台,搭建了风光柴储多源主从控制微网,通过仿真研究了不同条件下多机叠加启动及微网故障两种情况下微网的电压稳定性,进而提出了提高含多感应电动机负荷的微网电压稳定性的措施。仿真结果表明,多感应电动机负荷之间的相互作用对微网电压稳定性具有重大影响,且串联主从微网的临界故障清除时间受三相短路故障点离感应电动机负荷点的距离和故障点离主控单元的距离双重制约,采用叠加启动策略和故障点快速切机等措施可有效提高微网电压稳定性。所得结论为含多感应电动机负荷的微网稳定性研究与控制提供了理论参考。

不同风电机组并网对电力系统暂态电压稳定性的影响

随着中国三北风电基地的初步建成,初步实现了大型风电场集中并网。但由于风电场始终处于电网的末端,场内机型不一,网架结构较弱,致使电网有功和无功波动,降低了电力系统暂态电压稳定性。针对上述问题,建立基于普通异步风力发电机组(AWT)、双馈异步风力发电机组(DFIG)的暂态数学模型,并以新疆某地区风电场作为实例,利用PSASP仿真软件分析这两类型风力发电机组以各种比例接入系统后的暂态电压稳定性。仿真结果以及临界故障清除时间(CCT)表明:并入电网的风电场DFIG占有量越多,系统的暂态电压相对越稳定。

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统暂态电压稳定性分析及其提升措施研究

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统在遭受严重故障后,存在暂态电压失稳问题,严重影响系统的安全稳定运行。该文揭示了并联系统暂态电压失稳机理,并对比分析了虚拟同步机无功环的3种控制模式对系统暂态电压稳定性的影响。分析表明,该并联系统发生对称短路故障时,虚拟机无功环的Q-V下垂和恒无功控制模式的动态特性恶化系统的暂态电压稳定性。且故障期间逆变器的内电势电压跌落程度越浅,系统暂态电压稳定性越高。在理论分析的基础上,提出一种考虑逆变器故障电流限制的系统暂态电压稳定性提升措施。该措施在保证逆变器输出电流不过流的前提下,提升了并联系统的暂态电压稳定性。此外,为定量分析系统的暂态电压稳定性,提出一种考虑无功控制环动态特性的临界故障清除时间计算方法。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了理论分析的准确性。

次同步谐振的暂态扭矩放大问题研究

分析串补引起的暂态扭矩放大(transient torque amplification,TA)的危害和发生条件,提出影响电厂机组TA问题严重程度的因素主要包括暂态故障清除时间和机组轴系的自然扭振频率。暂态故障清除时间为轴系主导扭振频率的半波长的奇数倍时,TA问题最严重;系统的电气谐振频率与机组轴系频率吻合得越好,串补度越高,TA问题越严重。以锡盟地区的A电厂和B电厂为例,采用电磁暂态仿真法和复转矩系数法进行计算分析,验证上述结论的正确性。最后比较分析阻塞滤波器(blocking filter,BF)与负反馈性质的机端次同步阻尼控制器(generator terminal sub-synchronous damping controller,GTSDC)对缓解TA的作用效果,结果表明与负反馈性质的次同步谐振(sub-synchronous resonance,SSR)抑制措施相比,BF对于TA的预防抑制效果要好很多。