发电机励磁辅助控制功能对特高压直流送端动态无功支撑能力的影响研究

发电机励磁调节器的精确建模是分析发电机无功支撑能力的基础。针对现有研究中缺乏考虑发电机励磁辅助控制功能对直流近区发电机动态无功支撑能力的影响这一不足之处,分析了发电机过励限制、低励限制、定子电流限制、最小励磁电流限制等励磁辅助控制功能对直流近区发电机无功特性、换流站母线电压的影响。实际特高压直流送端大电网仿真计算结果表明,发电机低励限制和最小励磁电流限制考虑与否会影响特高压直流送端暂态、稳态过电压水平,发电机过励限制、定子电流限制会影响特高压直流送端长期低电压的动态过程。发电机励磁辅助控制功能的考虑与否对于特高压直流送端近区电网的电压稳定、功角稳定分析结果有重要的影响。建议在特高压直流送端稳定分析中,发电机励磁模型采用包含各个辅助控制功能的详细励磁模型。

适用于大规模新能源接入直流送端电网的暂态压升严重性指标研究

大规模新能源汇集接入并通过直流外送的电网结构使得直流送端电网的暂态过电压问题非常突出。首先介绍了新能源并网系统的结构及其过电压保护的逻辑。其次分析了发生直流闭锁或换相失败故障后,大规模新能源接入直流送端电网呈现的暂态过电压特性及其引发新能源连锁高压脱网事故的机理。在此基础上,提出了单一故障和多故障集下基于多二元表的局部和全局暂态压升严重性指标。最后,青海电网的BPA仿真算例验证了所构建指标的有效性。

多直流送端送出枢纽区域稳控系统设计

直流工程相继投产后,云南电网形成多回直流通过同一交流外送通道送出的网架,交流通道成为多回直流送端的枢纽,原有的区域稳控系统无法适应新的运行特性和风险,安全稳定控制策略动作难以有效消除风险,甚至引入新的运行隐患。本文分析了多直流送端送出枢纽区域运行风险,提出了该类枢纽区域稳控系统的设计,并实际应用于云南黄坪区域稳控系统改造。该设计能有效防范多直流送端送出枢纽区域的各类运行风险,对同类区域稳控系统的设计具有参考意义。

宁东±660 kV直流送端交直流相互影响初步研究

基于2011水平年宁夏电网冬大运行方式,提出宁东～山东±660kV直流双极投运后送端系统动态等值方案,建立与原网动态性能接近的EMTDC离线数字仿真系统研究模型,初步得到宁东直流送端的交直流相互影响特性。

基于暂态稳定裕度灵敏度的多直流送出能力提升控制方法

多直流送端系统内某一直流线路发生闭锁故障后,可以通过对其他非故障直流进行紧急功率支援(emergency DC power support,EDCPS)控制来提升系统受扰后的稳定性。如何有效量化EDCPS对系统稳定性的改善效果,从而提高安稳控制的效率,目前缺少相应的指标;现有研究也尚未解决如何利用EDCPS最大程度提升多直流综合送出能力的问题。应用扩展等面积法(extended equal area criterion,EEAC)定量分析了EDCPS提升多直流送端系统暂态稳定性的机理;以两送出直流系统为例,推导了基于EEAC的暂态稳定裕度η对EDCPS的灵敏度公式;在此基础上,提出一种在不增加相关设备投入的前提下利用系统中现有稳控措施并结合暂态稳定裕度灵敏度的多直流送出能力提升控制方法,通过计算备选直流的暂态稳定裕度灵敏度,可以完整反映系统在遭受大扰动后的动态特性以及定量评估EDCPS对系统受扰后稳定性的改善效果,避免过去仅凭运行人员经验选取支援直流的问题,提高计算效率;最后,选取西北电网实际算例对所提出的多直流送出能力提升控制方法有效性进行仿真验证,以期为从事交直流混联电力系统稳定性分析与控制的学者和工程师们提供有益的参考。

交直流系统受端故障对送端电压扰动影响及对策研究

交直流系统受端与送端通过直流控制相互耦合。文章详细分析了换相失败及直流闭锁对送端交流母线电压的影响,揭示了换相失败与直流闭锁导致送端过电压的机理,分析结果表明送端交流系统功率因数降低以及无功补偿装置不能实时适应电网的运行是造成过电压的主要原因,并进一步提出了解决送端过电压可能造成大规模风电脱网的措施,最后基于PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性。

基于IFAHP和TOPSIS的直流弱送端电网调相机配置方案综合评估

为提高特高压交直流混联电网稳定运行水平,同步调相机已广泛应用于特高压直流送受端电网。提出一种直流弱送端电网调相机配置方案综合评估方法。文章建立调相机配置方案综合评估指标体系,共包括暂态过电压、稳态过电压、暂态电压稳定、有效短路比和投资费用等5个评价指标;采用直觉模糊层次分析法(IFAHP)确定评价指标的权重,IFAHP法能较好地刻画决策人员进行评价指标比较时的不确定性;基于逼近理想解排序法(TOPSIS)对方案进行排序。实际工程算例验证了所提调相机配置方案综合评估方法的合理性和有效性。

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的非线性控制策略

为改善送端多直流落点系统暂态稳定性,提出了一种高压直流输电(HVDC)与发电机励磁协调的非线性控制策略。通过建立送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型,将结构保持模型下的能量函数与广义拟Hamilton理论结合,同时兼顾发电机励磁与HVDC控制的协同作用,设计出一种HVDC与发电机励磁的综合控制规律。该方法从能量的角度出发,充分考虑电力系统的强非线性特性,而且得到的控制器结构简单,易于工程实现。仿真结果表明,该控制规律能够有效提高系统阻尼,起到功率支援的作用,改善系统的暂态稳定性。

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的L_2增益控制

提出了一种改善送端多直流落点系统暂态稳定性的L2增益控制。首先将送端直流线路传送的有功功率简化为送端系统的正的有功负荷,构造送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型;然后采用预置反馈的方法,得到包含多条直流线路的结构保持模型的拟哈密尔顿实现;最后基于拟哈密尔顿实现,针对系统外界干扰,通过非线性干扰抑制方法,得到高压直流与发电机励磁的控制规律,使得系统的干扰量到输出量的L2增益低于给定的水平。仿真结果表明,与传统控制器比较,所设计的控制器能够保证系统的渐进稳定性,有效抑制干扰,具有较强的鲁棒性。