基于交直流并联结构的边远台区治理

为了在减少碳排放量的前提下提升边远台区用电质量,提出基于交直流并联结构的边远台区改造方法。引入电压源换流器控制的直流线路,形成交直流并联结构。进而比较交直流并联结构与传统方法治理台区的碳排放量差异,量化各环节的碳排放量,分析治理目标对交直流并联结构的约束。算例结果显示,基于交直流并联结构的台区支线对于线路电压偏差治理及减少功率损耗效果明显,且相较传统方法减少了碳排放量。引入交直流并联结构治理边远台区,对于台区因供电范围过长和负荷增加等引起的电压问题,提供了一种低碳的治理方法。

交直流并联输电线路运行状态检修方法研究

由于传统方法在交直流并联输电线路运行状态检修中应用效果不佳,检修时间较长,错检率较高,无法达到预期的检修效果,为此本文提出交直流并联输电线路运行状态检修方法。对输电线路结构分解,选取出每个单元下的基础状态参量,利用因子分析法提取到输电线路运行状态关键参量,采用置信度的数据处理方法对状态参量量化,并确定运行状态异常率,检测输电线路运行状态,完成交直流并联输电线路运行状态检修。经试验证明,设计方法检修时间在2s以内,错检率低于2%,在交直流并联输电线路运行状态检修方面具有较好的性能。

交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流—逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。

大型风电场经VSC-HVDC交直流并联系统并网的运行控制策略

基于电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)的直流系统存在与交流线路并联运行的情况。交直流系统之间相互切换的运行工况复杂,且切换过程存在切换依据难以确定、切换冲击大以及通信延时等问题。为解决该问题,在分析VSC-HVDC工作原理、数学模型及其控制策略的基础上,提出了一种大型风电场经VSC-HVDC交直流并联系统并网的运行控制策略,该策略在不改变换流站控制方式的情况下,可实现交直流并联系统运行方式的无缝切换。基于MATLAB/Simulink仿真软件,建立了系统仿真模型,对交直流并联系统稳态运行及动态切换过程进行了仿真分析。仿真结果表明,所提出的控制策略能够较好地实现交直流并联系统有功功率的精确分配和运行方式的无缝切换,算法简单,可靠性高。

交直流并联电网中直流功率紧急控制影响及优化研究

直流功率紧急控制可以提高故障后系统的暂态稳定水平,广域测量系统(WAMS)的快速发展为实现大电网交直流协调控制提供了技术前提。基于扩展等面积准则(EEAC)介绍了直流功率紧急控制提高系统暂态稳定性的机理,针对交直流并联电网中直流功率紧急控制造成的送受端电网不平衡功率通过交流通道形成的反馈可能导致某些关键断面潮流加重、恶化系统失稳模式的问题,认为交流控制措施(切机、切负荷)和直流功率紧急控制措施存在协调的空间。为评价交直流协调控制效果,建立了交直流协调优化控制的数学模型,将该协调问题转换为以控制代价最小为目标的优化问题。通过实际系统的仿真算例验证了交直流协调优化的必要性。

交直流并联系统的电压稳定研究综述

多直流馈入输电系统的出现给电压稳定研究带来了全新的课题,电压失稳有可能成为这类电网安全稳定运行的最大威胁。该文就交直流并联输电系统的电压稳定问题理论、方法和对策作出机理式探讨,按照电压稳定的静态和动态分类方法分别介绍了国内外有关单馈入和多馈入直流系统电压稳定性的研究现状,评价了研究方法,展望了未来研究方向和研究重点。

交直流并联输电系统的间谐波研究

针对国内对交直流并联输电系统中间谐波研究多侧重于检测而缺少对其产生机理及应用建模进行研究的现况,运用谐波调制理论,在交直流并联输电系统下,分析和比较系统在正常运行方式下,交流系统发生低频振荡及交流系统含有谐波源3种情况下,交直流并联输电系统产生间谐波的不同情况。同时分析和研究间谐波产生的机理,及其传递行为和相互影响,并提出间谐波产生的数学模型。最后基于Matlab/Simulink软件环境下通过一个典型交直流输电系统数字仿真和所推导数学模型的计算结果进行对比验证,实证该数学模型的正确性和有效性,为间谐波的测量和间谐波的治理提供理论依据。

南方电网交直流并联系统电压稳定分析及STATCOM应用仿真

采用大型电力系统分析软件NETOMAC对2005年南方电网进行仿真计算,并针对广东电网多直流落点、大功率区外输入的特点进行受端系统的电压稳定分析,讨论三广直流闭锁引起的典型电压失稳现象;就南方电网应用STATCOM解决电压稳定问题进行仿真研究,并讨论直流调制对系统电压稳定性的影响。

基于PRONY辨识的交直流并联输电系统直流阻尼控制的研究

发展了一种用Prony算法辨识互联电力系统等值线性模型的方法,将其用于天广交直流并联输电系统低频功率振荡的研究,并设计出用于抑制区域间功率振荡的直流阻尼控制,仿真结果证明了该方法用于电力系统模式分析的有效性及所设计的直流阻尼控制的有效性和鲁棒性。

单相重合时序对特高压交直流并联系统暂稳影响的机理分析

重合闸时序对特高压交直流并联系统暂态稳定性有较大的影响,为探讨其内在机理,构造了单机特高压交直流并联输电无穷大系统,采用开关函数法推导出直流系统的等值交流阻抗,得到了系统电磁功率的解析表达式。通过分析一回交流线路发生单相永久接地故障、故障相跳闸、故障相重合于永久故障、三相跳闸的整个过程中发电机的功角变化特性,利用等面积法则从机理上阐述了重合时序对系统功角稳定性的影响。提出了单相重合时序设置判据,即使系统等值阻抗较小的一侧首先重合,以期减小系统的加速面积,提高并联系统的暂态功角稳定性。在单机特高压交直流并联无穷大系统和2010年南方电网中,对该判据的正确性和有效性进行了仿真验证。

交直流并联电力系统动态电压稳定性分析

以特征分析法为基础，提出了鉴别电压失稳模式与功角失稳模式的新方法，并应用于多机交直流并联电力系统的动态电压稳定性分析，详细研究了直流输电系统运行方式及控制参数对动态电压稳定性的影响，验证了电压失稳模式鉴别方法的合理性。

安排交直流并联输电线路计划检修的新方法

由于大型交直流并联输电系统承担着跨地区、跨系统、远距离、大功率的输电任务,因此如何安排系统中的线路元件进行计划检修将直接影响检修期内系统的安全性和稳定性。基于这一点提出了一种安排输电线路计划检修的新方法,同时给出了该方法的数学模型。模型中系统的风险度是基于可靠性原理定义的,它反映的是系统在某种状态下的不可靠程度。该模型是一个0-1整数规划,用枚举法可以容易地求解。应用这种方法可以对系统在各检修期内的风险水平进行比较,从而作出相应的对策,保证整个系统在计划检修期间的安全性和稳定性。

天广交直流并联系统运行稳定性的研究

根据天广500kV直流输电工程投运初期南方电网的实际运行工况,对天广交直流输电系统并联运行的稳定性及输电能力进行分析研究。研究结果表明,天广直流输电工程投产后与天广交流双回输电线路并联运行,南方电网的稳定性明显提高。天广交直流系统在天生桥出口断面送电能力可达到3600MW。为保证系统的安全稳定运行,当直流线路发生单双极故障时需采取适当的稳定措施。同时,广西电网运行条件的变化对天广交直流输电系统安全稳定运行有明显影响,增强广西电网动态无功支持能力对提高天广交直流输电系统的送电能力有重要作用。

交直流并联系统中三相重合时序对距离保护动作特性的影响

发现交直流系统中三相重合时序对距离保护有较大影响。建立交直流并联系统模型,在交流输电线路发生对称性故障时,推导出不同三相重合时序下健全线路两端测量阻抗的表达式。据此,解析出影响距离保护动作特性的临界故障距离,并探究测量阻抗随整流、逆变侧系统电抗的变化规律。直流系统发生换相失败时推导出直流系统等效阻抗与故障电压变化量、越前触发角等电气量的关系式,根据该关系式分析健全线路测量阻抗随故障电压变化量和越前触发角的变化趋势,得出减小交直流并联系统健全线路距离保护误动风险的最佳重合时序方案。其正确性和有效性在两区域交直流并联系统中得到验证。

交直流并联输电系统的非线性鲁棒控制

针对含有常参数不确定性的交直流输电系统 ,使用自适应逆推方法设计了直流系统的非线性鲁棒控制器。基于该方法的设计 ,无需对原系统进行反馈线性化 ,并能保证闭环误差系统渐近稳定。

交直流并联输电系统实用动态安全域研究

通过改变发电机节点有功功率、电压幅值以及负荷节点有功功率、无功功率可得到满足暂态功角稳定性的临界点。在给定事故、直流功率及控制方式下,交直流并联输电系统的保证暂态功角稳定性的实用动态安全域边界,由描述各节点有功功率及无功功率或电压幅值(对应于发电机节点)上、下限的垂直于坐标轴的平面和极少数几个分别对应于不同失稳模式的临界点的超平面(简称为临界面)围成。在相同故障、失稳模式、直流控制方式下,分别对应于不同直流功率的临界面间具有近似平行性,并且它们的空间几何距离与直流功率的改变量成正比。因此直流功率可以作为临界面方程的一个有功功率变量。通过观察拟合得到的临界面方程系数可以看出,临界群中各节点的有功功率、发电机节点的电压幅值的变化将显著影响系统的暂态功角稳定性,而负荷节点的无功功率变化对系统的暂态功角稳定性影响很小。

基于WAMS的交直流并联输电系统模型辨识算法

在线辨识交直流并联输电系统模型是进行HVDC广域阻尼控制的前提。该文提出一种利用有限长广域测量数据在线辨识交直流并联输电系统模型的方法。假设系统为单输入、多输出模型,推导了交直流并联输电系统模型辨识理论,并以此为基础,用AR过程理论推导了Prony信号模型参数辨识的算法及计算过程时间消耗的计算公式;采用同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的GPS时钟准确计算了数据传输延时;在基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的调度自动化系统中,将计算事务分布实现,进一步提高了系统模型辨识速度。以南方电网中的贵广交直流并联输电系统为算例,证明了该算法的有效性与可靠性。

高压交直流并联系统的暂态稳定分析

本文阐述了交直流并联系统暂态稳定分析中的特殊问题,建立了稳定评估的数学模型并提出了相应的算法。通过算例验证了本文模型和方法的正确性。

基于FFT和小波变换的交直流并联输电系统间谐波研究

运用谐波调制理论,结合开关函数的傅里叶分析,研究了在交直流并联输电系统下,交流系统供电电源含有畸变谐波时,直流线路和交流侧都产生间谐波的机理。给出了整流侧直流电压、直流电流以及交流电流产生的间谐波的一般形式。经过小波变换除去信号中的非稳态分量以后,再使用加窗快速傅里叶变换可以很好地得出其中的稳态分量。通过一个典型交直流并联输电系统数字仿真,同时在供电电源含有畸变谐波的情况下,对交直流系统的电压和电流量进行了间谐波计算。利用傅里叶小波分析综合分析法得到的仿真结果和计算结果相比较,验证了间谐波产生机理的正确性和有效性。

交直流并联输电系统的非线性分岔分析

由于高压直流输电HVDC(high voltage direct current)系统的动态特性以及交直流接口方程的非线性,交直流输电系统将具有非常复杂的动态环节与非线性环节,传统的线性分析方法无法准确分析系统的非线性特性。为此,应用分岔理论分析了一个典型交直流输电系统的电压稳定性,将负荷端有功功率、无功功率,原动机功率、HVDC控制参数等作为分岔参数,对整个系统进行了单参数和双参数分岔研究,特别是对HVDC控制系统所引起的分岔变化进行了详细分析。研究表明,在不同运行条件下,系统将出现多种复杂的分岔现象,直流输电系统的控制方式、控制参数及传输功率对系统电压稳定性有显著影响。