柔性交流输电系统装置在煤矿供电系统中的应用

柔性交流输电系统(FACTS)装置在煤矿供电系统中的应用可以显著提高供电系统的可靠性和稳定性,从而保障煤矿的安全生产和高效运行。本文分析了FACTS器件在煤矿电力系统中的作用,以及的使用效果,通过仿真研究煤矿供电系统中实施FACTS装置的有效性,对FACTS装置在某煤矿采区的效果进行了总结。随着技术的不断进步,FACTS装置的应用也将变得更加普及和成熟,为煤矿行业的发展提供有力支撑。

受端电网故障下真双极柔性直流输电系统电压协同控制方法

盈余功率积累可能诱发基于模块化多电平换流器的高压柔性直流输电系统(high-voltage direct current based on the modular multilevel converter,MMC-HVDC)过压闭锁,乃至引发海上风电场机组失步或受端电网低频减载。现有降压或升频等直流电压控制方法仅针对伪双极接线,缺乏讨论不同控制模式的换流器间协同原则;且控制参考值未能自适应受端电网的故障严重程度,导致海上风电场有功功率调节过量。该文基于受端电网故障下MMC-HVDC平均值模型,解析了海上正负极换流器和风电场的功率耦合特性,提出了交流母线电压控制极换流器平衡换流站间有功功率,有功和无功功率控制极换流站抑制极间不平衡的协同原理。通过解析海上风电场在交流母线电压控制极换流器降压作用下的功率外特性,提出了恰好避免直流电压越限的临界交流母线电压计算方法。通过解析使得受端换流站有功电流受限的交流母线电压作为启动门槛,提出了受端电网故障下真双极MMC-HVDC电压协同控制方法。理论分析和仿真结果表明,所提方法令海上正负极换流器分别运行于临界交流母线电压和抑制极间不平衡的有功功率,可在避免直流电压越限的前提下,最大限度提升MMC-HVDC在受端电网故障工况下的有功功率传输能力。

交流电网互联的双端柔性直流输电系统小信号建模

小信号模型是稳定性分析及控制器设计的基础。对交流系统异步互联的双端柔性直流输电(voltage source converter based high-voltage dc,VSC-HVDC)系统小信号模型展开研究。通过同步旋转坐标系的灵活选择与转换,构建逆变器及所连交流系统、整流器及所连交流系统、控制器及直流线路的线性化方程,结合状态空间法,建立不受交流系统强度约束的双端柔性直流输电系统小信号模型。通过仿真对比,证明无论交流系统强弱,该小信号模型都能精确反映双端柔性直流输电系统的小干扰情况,具有普遍适用性。

基于嵌套多目标粒子群算法的多类型柔性交流输电系统优化配置

以投资费用最小和系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)最大为目标,建立了多类型柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的多目标优化模型,并考虑了多个约束条件。提出一种嵌套的多目标粒子群优化算法求解该多约束非线性N-P困难问题的Pareto解集,该算法的外层用于计算多目标优化问题,内层用于计算系统的可用输电能力和静态电压稳定指标。结果表明不考虑其他因素时,晶闸管控制串联电容器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)是最合理的配置选择;当FACTS安装数量有限时,相比统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)和静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM),多种FACTS设备混合安装可以在经济上和效果上取得较好的平衡;若电网在有限投资水平下需要较高的可用输电裕量,应首先考虑并联型和串联型FACTS混合安装的方案。在IEEE-14节点中对所提方法进行的验证表明该方法的正确性和有效性,该方法可以同时确定FACTS的安装类型、安装地点和补偿容量。

相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制器交互影响分析中的应用

提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法:改进相对增益矩阵(Relative gain array,RGA)方法,使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析,以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度,选取控制变量与被控量之间的最佳搭配。为了验证所提出方法的有效性,将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计。数字仿真结果表明,利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取,能取得较满意的效果。

柔性交流输电系统设备对电力系统暂态失稳风险的影响

分析了现有暂态稳定分析方法的缺点,建立了3种典型的柔性交流输电系统设备的控制策略和暂态稳定分析模型。基于概率风险评估理论,在考虑各种随机因素的前提下,采用蒙特卡洛仿真方法对加入柔性交流输电系统设备前后的系统暂态失稳风险进行了评估。以切机风险为指标,给出了柔性交流输电系统设备安装位置的选择方法,对柔性交流输电系统中不同类型的设备配置效果进行了比较。分析了各种随机因素对柔性交流输电系统设备效果的影响。RTS79系统的仿真结果证明了所提出的模型和算法的有效性。

基于统一潮流控制器的柔性交流输电系统的控制

本文提出一种具有统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的柔性交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）的控制方法。控制系统由静态控制和暂态控制组成，其中静态控制用于系统正常工作状态的潮流调节，动态控制是根据暂态能量最小方法设计的，用于增加系统受扰后的振荡阻尼，以提高系统暂态稳定性，数字仿真的结果表明，这种控制系统和控制方法是可行的，而且有效的。

基于相对增益矩阵原理的柔性交流输电系统控制器交互影响分析

随着柔性交流输电(FACTS)控制器在电力系统中的广泛应用,FATCS控制器之间可能存在交互影响作用,从而给电力系统的运行和控制带来负面影响。该文介绍了相对增益(RGA)方法的基本原理,并用RGA原理分别研究了含SVC和STATCOM的单机无穷大系统和含2个SVC的两区域四机电力系统中FACTS控制器之间交互影响的强弱,时域仿真结果与RGA原理的分析结果一致,表明了RGA原理分析FACTS控制器之间交互影响作用的可行性和有效性。

分布式柔性交流输电系统静止串行补偿器的研究

分布式柔性交流输电系统是FACTS技术的最新发展方向,该技术通过将大量静止串行补偿器分布挂在电力传输线上实现对传输网络的潮流控制,减轻拥塞,限制环流,增大电力传输能力。本文对这种分布式静止串行补偿器的结构及原理做了简要介绍,设计了基于有源可变电感的分布式静止串行补偿器。仿真和实验表明,该补偿器具有良好的潮流控制作用,结构特点满足分布式FACTS需要。

双极柔性直流输电系统换流站交流三相接地故障分析及保护

随着电压等级和传输容量的提高,基于对称双极接线的多端柔性直流输电技术被越来越多地应用到实际工程中。换流站交流接地故障会对双极柔性直流输电系统产生严重危害,因此换流站的快速保护技术尤为重要。为此,首先分析了基于双极结构的多端柔性直流电网换流站交流三相接地故障的暂态特性,推导了故障电流中各组成成分的解析表达式。其次,根据故障暂态特性提出了一种适用于双极拓扑结构和金属回线接地方式的多端柔性直流电网快速保护策略。该保护利用换流器桥臂电流识别故障,动作速度快,可靠性高,并具有一定抗过渡电阻能力。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端直流电网模型,仿真结果验证了故障暂态特性分析及所提出的保护方法在不同故障情况下的正确性。

电压源换流器技术的最新发展及其在柔性交流输电系统领域中的应用

随着全控型电力电子器件的成本降低和技术不断成熟,电压源换流器(voltage source converter,VSC)技术在柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)得到了广泛的应用。笔者首先介绍了VSC拓扑的发展及相应PWM控制策略,随后着重比较了两种在高压大容量领域优势明显的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC),介绍了它们在FACTS领域的最新应用,并对其未来可能的应用方向做出了展望。

柔性交流输电系统设备对电力系统暂态失稳风险的影响

柔性交流输电系统(FACTS)设备在调控潮流、提升安全效果上取得了较好效果。为了分析FACTS设备对安全效果的影响,本文首先简述了3种联接类型设备的模型建立结果;然后结合控制策略对FACTS设备的风险进行了分析,主要考虑了暂态稳定和随机因素;接着以RTS79系统为实例,计算验证了该风险分析方法的可行性和有效性,主要根据最佳位置、设备容量和随机因素进行了评估。最终得出结论:在各种随机因素中,设备的可靠性对提升安全效果影响最明显。

分布式柔性交流输电系统的高效集群控制研究

以基于分布式同步串联补偿的分布式柔性交流输电系统为研究对象,以分布式柔性交流输电系统的补偿效率为研究问题,深入研究了分布式柔性交流输电系统的集群控制策略。根据分布式同步串联补偿器的损耗分析和补偿能力特性,定义了分布式柔性交流输电系统的补偿效率。讨论了分布式柔性交流输电系统的集群控制策略补偿,并提出了一种高效的集群控制策略,使得分布式柔性交流输电系统可以在整个运行范围内都保持极高的补偿效率。

柔性交流输电系统实验教学的改革与实践

《柔性交流输电系统》课程体系复杂,柔性交流输电系统FACTS基本理论课堂讲授时较为抽象和深奥,而实验教学是深化和延伸课堂教学的有效途径,据此提出了"柔性交流输电系统课程"实验教学改革的目标,对该课程的实验教学内容进行改革和实践。针对并联型补偿器这个FACTS控制器中的重要内容,设计了2个综合性实验和1个创新性实验。本次实验教学改革具有实验项目的开放性和多元性、实验课程系统化等特点,并着力培养学生的实践能力和创新能力。另外,其实验教学改革实践的具体内容可对其他兄弟院校的"柔性交流输电系统"课程的实验教学提供参考和借鉴。

柔性交流输电系统与用户电力技术

介绍了柔性交流输电系统与用户电力技术的定义、内容、主要功能和产生背景 。

海上风电柔性低频交流送出系统输送能力计算与分析

柔性低频交流输电应用于中远距离海上风电送出具有技术经济优势,研究其输送能力对确定系统参数和方案具有重要参考意义。文中分析了约束海上风电柔性低频交流送出系统输送能力的电压、电流条件,推导建立了由最大输送功率和最远输送距离描述的输送能力计算方法;计算了220 kV和330 kV系统的输送能力,分析了系统频率和海缆截面的影响。结果表明,选择12.5~30 Hz频率范围、最大1200 mm^(2)海缆截面,离岸距离为250 km时,单回220 kV和330 kV系统输送的风电场最大容量分别约为200~400 MW和200~570 MW。实际风电场柔性低频交流送出系统的参数还应在经济性分析的基础上具体确定。

仿真技术在柔性交流输电系统教学中的应用

作为电力电子技术在电力系统中的重要应用之一,柔性交流输电系统通常都会作为专业选修课开设。但由于FACTS元件种类众多,且涉及到多种变换,该课程学生学习有一定难度。本文应用Matlab中的Simulink仿真工具建立了一种含FACTS元件的仿真模型,晶闸管控制串联电容器(TCSC),对其工作特点进行仿真分析。结果表明,仿真波形与理论分析得到的结果相同,证实了应用Matlab等仿真软件可提高柔性交流输电系统课程教学效果。

柔性交流输电技术在电力系统中的应用

分析了柔性交流输电技术的特点,概括了FACTS技术在电力系统中的应用现状,指出FACTS技术改变了传统交流输电的概念,使电力系统的经济效益得到进一步的提高。

计及柔性交流输电系统装置的概率潮流计算

将2种典型的柔性交流输电系统装置,即可控串联补偿器和并联型静态无功补偿器引入概率潮流计算,在Visual Fortran 6.5环境下编程实现,并在八机系统上进行试算验证,为进一步的概率稳定性分析提供发电机的初始状态和各节点电压的均值与协方差.

考虑柔性交流输电系统设备控制的校正型安全约束最优潮流

为提升安全约束最优潮流调度的经济性与安全性,提出一种基于直流潮流的考虑柔性交流输电系统(FACTS)设备控制的校正型安全约束最优潮流模型。在线路故障发生后,通过FACTS设备校正措施,将线路潮流控制在其容许范围内。由于所提模型为大规模的非凸、非线性优化问题,难以直接求解,因此先采用大M法,将原非线性优化模型转换为混合整数线性规化模型,并采用Benders分解算法将转换后的模型分解为基态最优潮流主问题与N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性规划子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点系统与IEEE RTS-79节点系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,考虑FACTS设备校正控制的安全约束最优潮流能有效提升调度运行的经济性。