一种综合考虑暂稳态影响的FACTS选址方法

柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的并网位置对电力系统的安全运行具有重要影响。本文综合考虑故障发生后的暂态与稳态过程,提出兼顾暂稳态判据的选址打分方法,在单机等面积定则基础上,推导出FACTS元件等值系统的暂态裕度量化积分,将暂态稳定裕度近似灵敏度和稳态母线电压越限危险度作为选址依据。基于FACTS元件与储能相结合技术,将有功死区控制、电池荷电状态限制和逆变器容量限制考虑进FACTS元件建模中,利用PSASP/UD自定义模块搭建具有储能作用的FACTS模型。通过电力系统分析软件PSASP中CEPRI-36节点系统进行仿真,在得分高的母线处采取FACTS元件以注入电流源形式并网参与系统紧急控制,验证本文所提选址方法的准确性及FACTS元件对抑制电力系统连锁故障扩散的影响。

信息电力与FACTS及DFACTS技术

信息社会对供电质量提出了新挑战 ,指出发展 FACTS及 DFACTS技术是满足信息电力要求的重要途径。在分析我国大区电网互联及其电压稳定、无功补偿问题的基础上 ,指出发展STATCOM应是我国 FACTS技术研究的主要方向 ,并阐述了 STATCOM研究的重点课题。同时指出在 DFACTS方面我国应加强系统化研究 ,主要内容包括 :电能质量问题对不同用户影响的试验研究、电能质量监测和评估技术。

Contribution to Asymmetrical Compensation through Parallel Controllers of FACTS (STATCOM)—IPC 240 Dual for a Power Transmission Line

This work is part of the resolution of problems encountered on a 225 KV MANGOMBE-OYOMABANG line. This line is characterized by important technical losses, so that the voltage injected in the busbar is always lower than 200kV. The main objective of this work is to show the new solutions that can provide a combined FACTS-STATCOM and IPC 240 dual system on this line. Then to show the limitation of STATCOM compared to RPI 240. The results obtained allowed us to observe that in symmetrical operation the STATCOM improves the voltage profile on the busbar and in asymmetrical operation we found that it continues to regulate the voltage of each phase despite the unbalance. But the system remains too unbalanced because of the sequence current flow. The IPC 240 corrects this limitation, allowing asymmetrical operation of the line in an emergency while providing continuous service to the load.

现代电力与FACTS＆DFACTS技术

现代社会正在进入以信息技术为先导的知识经济时代,要求作为信息基础的电力供应具有高可靠性和高动态品质。文章对现代的电能质量问题及其危害性进行了分析。在介绍国内电能质量控制技术研究发展现状的同时着重指出柔性交流输电(flexible AC transmission system,FACTS)及配电系统柔性交流输电(distribution flexible AC transmission system,DFACTS)技术是提高现代电力供应可靠性和动态品质的重要途径。文中还根据我国电力供求两方面的现状指出改善电能质量是一项系统工程并具有迫切性。

D-FACTS技术及电能质量的改善

作为改善电能质量的有力工具—D FACTS技术已成为用来有效地抑制电压波动与闪变、电压暂降与电压中断、减小谐波和畸变、消除三相不平衡,使电压的幅值和波形符合要求、提高功率因数等。文章重点分析了现阶段应用和尚在研制中的D FACTS设备与技术;静止补偿器、有源电力滤波器、单位功率因数变流器、动态电压调节器、超导磁能装置、固态断路器以及固态串联补偿器、统一潮流调节器、不间断电源等。介绍了各自基本特性,与在输电系统中应用FACTS相比,D FACTS对电能质量进行系统的综合补偿,将是今后改善电能质量问题的最根本途径之一。

遗传算法在FACTS控制器参数优化中的应用

对遗传算法进行了全面改进(吸收了目前该领域研究的一些最新研究成果,例如:模拟退火、自调整等方法),并研究了遗传算法在FACTS控制器参数优化中的应用,证明了遗传算法良好的优化效果。利用本文的研究成果进行了陕西电网中使用FACTS控制器的可行性研究,可以准确计算出安装FACTS控制器给电网带来的效益。

FACTS控制器设计问题分析

随着高容量、大功率电力电子元器件的进一步发展,将提高FACTS控制器的工作性能及可靠性。FACTS技术也将向中、低压配电网的应用发展,用来提高用户侧电能质量。

基于RTDS的机电电磁暂态混合实时仿真及其在FACTS中的应用

深入研究了基于实时数字仿真器(RTDS)的混合仿真平台的实现方法,其中包括利用RTDS的自定义工具Component Builder(CBuilder)开发的机电暂态程序与接口模块,并选取了适用于该仿真平台的数据交换时序。提出了利用机电-电磁暂态混合仿真技术进行柔性交流输电系统(FACTS)研究的方法,并在RTDS上搭建有两个静止无功补偿器(SVC)控制母线电压的系统模型,对全系统进行全电磁实时仿真、机电-电磁混合实时仿真、对等值化简后的系统进行全电磁仿真,比较不同SVC组合控制下的仿真结果。验证了混合仿真系统的准确性,阐述了利用未等值大系统开展FACTS应用研究的必要性。可以预见,混合仿真技术在大系统的FACTS研究中具有良好的前景。

基于PSASP程序的FACTS潮流建模

基于注入功率法分别建立统一潮流控制器 ( UPFC)和可控串联电容补偿器 ( TCPS)的潮流模型 ,并利用电力系统分析综合程序 ( PSASP6.0 )提供的用户自定义模型和用户程序接口 ,构造了适合于 PSASP的相应的潮流算法 ,可以用来分析灵活交流输电技术 ( FACTS)在给定控制变量和控制目标下的潮流收敛特性。IEEE1 4节点系统作为算例被用来研究不同控制方式下的系统潮流特性 ,计算结果证明了模型的合理性。

并联储能型FACTS装置的PSASP建模与仿真

利用储能技术可以有效缓解、抑制电力系统的功率不平衡问题,提高电力系统运行水平。首先研究了结合储能设备和电力电子技术的并联储能型柔性交流输电(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的潮流和暂态数学模型;然后在电力系统分析综合程序中基于注入功率法建立了潮流的用户自定义模型,暂态建模则采用节点注入电流法;最后在美国电力科学研究院7节点实验系统中加入并联储能型FACTS装置,进行潮流和暂态稳定计算。结果表明,潮流计算的收敛性良好,自定义模型通过调节无功功率较好地控制了母线电压。暂态稳定计算中并联储能型FACTS装置较好地抑制了发电机的功角摆动,有效提高了电力系统稳定性。

FACTS装置在风电场中的无功补偿原理与仿真

分析风电场并网运行存在的无功补偿及电压稳定问题的产生机理,在固定电容器组作为一种传统的无功补偿方法逐渐显现弊端时,将柔性交流输电系统(FACTS)设备运用到风电场以提高其运行的稳定性。以恒速恒频异步风力发电机为研究对象,采用变桨距控制方式。以Matlab/Simulink为平台,实现风电场的电气输电系统、各种风速的建模。在各种风速扰动和电网故障的情况下,分别对加入静止无功补偿器和静止同步补偿器的风电场进行仿真,得到的结果可以证明两者在风电场无功补偿方面的积极作用,并对两者的性能优劣进行对比。

基于多FACTS的网侧阻尼协调控制量化指标研究

研究多变量系统等效开环过程(effective open-loop process,EOP)理论在电力系统多柔性交流输电装置(flexible AC transmission system,FACTS)协调控制量化分析中的应用,并提出基于EOP的多FCATS阻尼控制器交互作用分析方法及量化指标。推导电力系统阻尼控制框架下的EOP,在此基础上建立用于多FACTS阻尼控制器分析的阻尼控制等效开环过程(damping control effective open-loop process,DCEOP)。提出基于DCEOP谱半径和多变量Nyquist推广定理的多FACTS阻尼控制器交互影响分析方法,可以判断系统中是否存在多FACTS阻尼控制器的负交互作用。进一步推导并提出基于DCEOP的多FACTS交互风险因子和交互作用因子,实现了多FACTS阻尼控制器协调控制及交互作用的量化分析。最后,通过算例分析验证了所提方法的正确性以及在实际电网中应用的可行性。

含HVDC和FACTS装置的混合电力系统潮流计算方法

将 HVDC 和 FACTS 装置的有功和无功功率处理为与电压相关的负荷,从而建立了含 HVDC 和 FACTS 装置的混合电力系统潮流计算模型,给出了新的求解方法,并提出了对于这种混合电力系统的连续潮流计算方法。计算中考虑了发电机有功功率和无功功率限制、带负荷调压变压器分接头的变化和负荷电压静特性等因素。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。

FACTS技术研究现状及其在中国的应用与发展

概述性地描述了柔性交流输电技术 (FACTS)在改造中国电力系统中将发挥的巨大作用及广阔的市场前景、FACTS技术的研究与应用现状及发展趋势 ,以及

综合FACTS和HVDC协调优化的大规模风电脱网控制方法

随着交直流混联电力系统的快速发展,目前灵活柔性交流输电系统(FACTS)和特高压直流输电系统在我国电力系统中已得到广泛应用,为近年来我国风电大规模脱网问题提供了新的控制技术和有效手段。分析了系统交直流故障后的风电脱网场景,表明抑制故障后系统电压大幅波动是减少风电大规模脱网的关键。在此基础上,阐述了事故前FACTS优化配置和事故后采取HVDC紧急功率支援协调抑制风电大规模脱网的必要性。并基于对风电场汇集母线电压波动的改善灵敏度,以保证系统安全性为前提,通过协调优化事故前FACTS动态无功补偿设备布点、容量配置和事故后直流紧急功率支援,提出一种风电脱网控制代价最小的FACTS和HVDC的协调优化方法,实现风电脱网的抑制和电网的经济运行。最后,以实际规划电网进行了仿真验证,证明了该方法的有效性。

计及FACTS装置的最大输电能力研究

输电能力是所有电力市场的参与者进行交易活动所必需的重要信息。文中提出了一种考虑常见 FACTS装置 (如 UPFC,TCPS,TCSC等 )的最大输电能力计算模型 ,在模型中考虑了电压水平、线路和设备过负荷等静态安全性约束条件 ,以及由于潮流方程解的鞍点分叉导致的电压稳定性约束条件。在算法上选用逐次线性化优化方法 ,并对每一个线性化子问题采用新算法——预测校正原始对偶对数障碍内点法求解。算例计算结果不仅说明了不同的 FACTS装置和安装位置对电网的输电能力有不同程度的影响 ,同时也表明了文中的模型和算法是有效的 ,具有一定的应用价值。

提高暂态稳定的励磁与FACTS协调策略设计

灵活交流输电系统(FACTS)元件及发电机励磁系统对 远距离输电系统的暂态稳定性有很大的影响。该文针对单机远距离与电网互联系统,提出采用非线性最优变目标策略协调设计发电机励磁、可控串补(TCSC)和静止无功补偿器(SVC),从而提高首摆稳定性及快速阻尼后续振荡。所提协调方案是基于TCSC在故障期间闭锁时,SVC作为TCSC的辅助控制手段,当故障清除后,立即投入TCSC,从而使TCSC、SVC与发电机励磁同时贡献于暂态稳定性。在整个过程中,采用非线性最优变目标控制策略来协调所有控制器,即在暂态稳定第一摆及后续动态过程中预先设定两个目标:其一是励磁与FACTS输出最大,从而保证系统最大的暂态稳定域;其二是当发电机滑差接近于零时,控制器以阻尼功率振荡为目标,以使系统迅速恢复至稳态。最后采用NETOMAC仿真软件在我国阳城淮阴输电工程中进行了仿真,并与常规PID控制进行了比较。结果表明,所提策略是正确的,有效的。

FACTS的PCH模型与自适应L_2增益控制 (一)理论篇

采用预置反馈方法 ,将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统 ,从而导出了单机无穷大电力系统下 SVC的 PCH(端口受控哈密顿 )模型。针对系统的外界干扰和参数不确定性问题 ,设计了相应的自适应 L2 增益控制规律。文中直接采用哈密顿函数作为存储函数 ,不仅保证了数学上的严密性 ,且具有明确的物理意义。仿真结果表明 SVC采用自适应 L2 控制规律 ,不但可以确保系统渐近稳定 ,而且可以有效抑制干扰 。

利用并联储能型FACTS抑制特高压互联电网功率振荡

大电网互联容易造成电力系统低频振荡,随着我国电力系统规模的不断扩大,区域间低频振荡限制了互联系统间的输电能力,并危及到电力系统安全运行。因此针对互联系统的弱阻尼问题,首先比较了目前抑制低频振荡的常规措施,而特高压交流线路上出现的约0.13 Hz的超低频振荡现象利用有限的电力系统稳定器(PSS)难以抑制,故采用并联储能型柔性交流输电系统(FACTS)装置进行抑制。通过分析并联储能型FACTS装置抑制低频振荡的机理,根据相角补偿原理设计了并联储能型FACTS装置的附加阻尼控制器,并在电力系统分析综合程序(PSASP)环境下进行仿真计算。仿真结果表明,含附加阻尼控制器的并联储能型FACTS装置能有效抑制特高压交流线路的功率振荡,可以增强互联系统阻尼比,能够提高华中电网和华北电网联网的稳定水平。

FACTS对电力系统静态安全性影响评价指标体系研究

针对目前评价灵活交流输电系统(FACTS)系统稳态性能影响指标的不足,结合FACTS设备自身控制潮流和电压的工作特性,提出了一套全面评估FACTS设备对系统静态安全性影响的指标体系。建立了基于运行状况的晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)、统一潮流控制器(UPFC)可靠性模型,并基于该模型提出了FACTS设备的控制策略,该策略以状态量越限值最小为控制目标。建立了采用蒙特卡罗仿真的概率评估算法。通过IEEE-57节点的计算验证了所提指标体系和算法的有效性。