考虑送端影响的海上风电经柔直并网系统电压支撑强度量化分析

为弥补当前海上风电经柔直并网系统电压支撑强度评价指标的受端电压支撑因素考虑不足和忽略送端对受端影响等问题,提出考虑送端影响的海上风电经柔直馈入短路比。首先,分析海上风电经柔直并网系统结构与控制方式,明晰柔性直流输电系统中送端大容量海上风电有功出力对受端交流电网的电压稳定影响;其次,提出受端交流电网影响因子,将受端电网中各有功、无功源对并网点电压的影响进行等效量化;然后基于影响因子,提出海上风电经柔直馈入短路比,不仅能反映送端对受端的影响,还兼顾换流站对并网点电压的支撑作用,使指标具有较高适用性;最后,通过实际电网仿真验证了所提指标的有效性,并获得临界短路比以完善电压支撑强度评价指标,研究结论可用于海上风电经柔直并网系统的规划和运行。

含多回物理直流仿真装置的大电网数模混合仿真建模及研究

为了对特高压交直流复杂电网进行仿真研究,采用基于输电线贝瑞隆模型的功率连接接口技术,连接全数字实时仿真装置HYPERSIM和高压物理直流仿真装置,建立了相应的数模混合仿真系统平台。仿真试验基于2015水平年特高压规划电网,以华东直流多落点地区为研究对象,搭建了包含16回直流输电系统的模型,其中2回为物理直流仿真装置的大规模数模混合仿真试验模型。试验结果表明,华东直流多落点地区发生的交流系统短路故障,会引起多回落点华东直流发生换相失败,但不会发生连续的换相失败并进而闭锁,系统能够保持稳定。仿真结果表明物理直流仿真装置对数字侧故障响应正确,验证了数模混合仿真研究的有效性。

全数字实时仿真装置与物理仿真装置的功率连接技术

为了适应特高压交直流混合电网在规划、设计、建设、运行等各个阶段实时仿真研究的需要,充分发挥直流输电物理仿真方法真实准确及全数字实时仿真装置可模拟大规模电网且仿真模型可重复利用的特点,采用分布参数线路解耦方法实现了全数字实时仿真装置与物理直流仿真装置的功率连接技术,采用该功率连接技术搭建了简单交直流电网的数模混合仿真模型。直流启动试验和系统故障仿真试验结果均表明,该技术具有较高的仿真精度和实用性,适用于对交直流并列运行电网进行实时仿真研究。

舟山多端柔性直流输电示范工程典型运行方式分析

舟山多端柔性直流输电示范工程是世界范围内首个五端柔性直流输电工程,在不同条件下运行方式复杂多变。首先简要介绍了舟山交直流混联电网特点及示范工程定位;然后分析了示范工程典型运行方式和部分高级功能,如多换流站协调控制功能、联网模式与孤岛模式平滑切换等功能;最后介绍了示范工程现场试验和实际运行情况。运行实践表明,示范工程运行方式灵活,显著提高了舟山电网特别是舟山北部电网供电可靠性,经济效益和社会效益显著。

天广直流输电功率对天广交流通道输电能力影响分析

在我国第1个交直流混合输电系统出现后,交直流系统间的关系及相互影响问题成为需要研究的新课题。通过对天广直流投运初期及天广交流通道网架加强后直流系统运行对天广交流通道输电能力影响的研究发现,在交直流混合输电系统中,如果交流系统网架较弱,则随着直流输电功率增加,交流系统输电能力将要逐渐受到限制而减小;如果交流系统网架较强,则直流系统运行不会影响交流系统的输电能力。

同步和异步联网系统直流受端电网电压支撑能力评估

在异步互联电网和交直流并联电网中研究了短路比系列指标与直流故障引起的受端交流电网稳态电压跌落之间的定量关系。结果表明在异步联网系统中,直流短路比指标能有效地定量指示出直流故障下交流电网的电压支撑能力,而在交直流并联电网中则不能。针对交直流并联电网,提出了改进短路比指标的思路和新指标。仿真结果表明,改进短路比指标能够有效地定量指示出交直流并联电网中直流闭锁引起的交流母线稳态电压跌落水平。

高压直流工程中交直流系统协调控制接口方式

为了确定当前高压直流工程中交直流系统协调控制较优的接口方式,介绍了稳控设备与直流极控系统的两种接口方式——电接口方式和光纤接口方式,分析了这两种方式的优缺点。指出虽然电接口方式简单易实现,被多数国内已投运的直流工程所采用,但它只能采用档位粗调的调制策略,在灵活性、快速性和可靠性方面有一定缺陷。分析显示,光纤接口方式可以解决上述问题,因此,在后建的直流工程中必然会得到更多的应用。

南方电网高压直流输电系统调度运行操作分析

南方电网于2008年已经形成"八交四直"的主干网架,是一个典型的交直流并联电力系统。分析了南方电网在正常方式下、事故条件下和特殊情况下高压直流输电系统的运行操作。在正常方式下,直流系统功率调整必须考虑如下几个方面:交流断面限制要求;与交直流功率优化分配有关的安全和经济优化因素;接地极不平衡电流对中性点直接接地主变压器的影响;直流系统的电流限制和降压限制;直流系统的解闭锁操作。特殊情况是指纯直流方式和直流孤岛方式。在直流孤岛方式下系统调控过程中要考虑直流系统运行工况、发生次同步振荡的可能性和直流稳定控制功能的投退等因素;此外,还要应遵从一定的调控要点。

交直流并联系统的有功功率优化分配

现有的高压输电线路,多采用电压等级高的交流电传输,随着柔性直流输电技术的不断发展,电网将呈现交直流混合的格局,使得电网的潮流分布更趋复杂性。目前的电力调度部门,关于交直流并列运行的有功功率指令值的确定没有具体方法。因此,提出了一种多目标优化算法,计及多个约束条件,建立目标函数。运用运筹学的方法,使用LINGO软件对该数学模型进行求解,得出交直流线路上的有功功率分配值。通过上海南汇示范工程作为算例验证此方法的可行性,与其他的算法相比,该方法简洁快速;提出的多目标优化方法既能降低电网的损耗又能保证系统安全可靠运行。

一种基于d轴参考电流的受端孤岛检测法

针对基于频率与相位的传统被动孤岛检测法在实际应用中判据较多、检测时间较长的问题,结合柔性直流输电系统逆变站控制环节特性,提出了一种基于d轴参考电流的受端孤岛检测法。该方法根据d轴参考电流对孤岛情况响应迅速且能有效躲避大干扰下误判断的特性,将其作为孤岛检测判据,并通过计算分析给出了其阈值整定方法。最后搭建交直流混联模型进行仿真,验证了所提孤岛检测方法的有效性、准确性及快捷性。

柔性直流输电系统交直流并列运行与孤岛运行方式间的切换控制

首先分析了系统在交直流并列运行和孤岛运行方式下的控制策略,基于此提出了系统从交直流并列运行转为孤岛运行和从孤岛运行恢复到交直流并列运行的切换控制方法。以某实际工程参数为例在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了系统仿真模型,对所提出的切换控制方法进行了仿真验证。结果表明,所设计的切换控制方法能及时检测出系统的运行状态,并自动进行相关控制方式的切换,在切换过程中系统各电气量没有剧烈波动,不会影响系统的安全稳定运行。

多馈入直流交互影响强度的评估指标

多直流馈入电网已经提出了几种改进的短路比指标,但对其有效性一直缺少全面和定量的评估。文中以含有5回直流的南方交直流并联电网为蓝本构造了多组仿真测试模型,对评估多馈入直流受端电网强度的2种多馈入短路比指标和多馈入影响因子指标的性能进行了系统、全面的定量评估,指出了指标存在的不足和适用范围。提出了一个评估多直流间交互影响强度的新结构性指标——暂态电压支撑强度指标。通过新指标与CIGRE推荐指标的对比以及指标与受端电网暂态电压跌落和直流换相失败持续时间等特征量之间的定量关系分析,验证了新指标的适用性。

集中式供电的船舶岸基供电系统

为适应船舶用电负荷容量越来越大场景,高可靠接入和供电是当前大容量岸电电源系统的关键要求。结合工程实际项目,针对大容量岸电电源的高可靠、稳健接入控制策略进行研究,构建了集中式供电的船舶岸电系统。为了实现岸电—船侧供电系统柔性接入和无缝切换控制,研究了基于虚拟发电机的功频、电压下垂控制策略,并进行稳健的功率主导输出。

串并联型电阻分压器相角偏差的自校验方法

设计了一种串并联结构的同轴型电阻分压器,基于该分压器提出一种新的相角偏差量值溯源方法。该方法主要通过分压器相角偏差与电阻阻值之间的特殊比例关系实现,通过测量两结构尺寸完全相同的分压器相角偏差的差值实现自校验;设计完成了分压比为1001,电阻阻值为100Ω的电阻分压器,通过新的相角偏差溯源方法对该分压器相角偏差在400 Hz到100 kHz频率范围内进行自校验,并对自校验结果进行了不确定度评估,在100 kHz时分压器相角偏差标准不确定度优于30μrad。

柔直联于弱交流系统分析和仿真试验研究

首先对柔性直流输电工程接入交流弱系统的控制性能进行了分析,然后分析了接入弱交流电网的柔直系统在不同控制方式下的性能。依托渝鄂背靠背柔性直流工程,对渝鄂柔直北通道渝侧弱系统方式进行了系统计算分析,根据系统计算分析结果,提出了构建“接入系统强度管理装置”用于保证渝侧在接入弱系统方式下能够稳定运行,提高了设备可用率和年运行可靠性、减少直流强迫停运次数,对运行维护具有重要意义。应用RTDS实时仿真装置建立了实时仿真系统,对接入弱系统方式下柔直控制保护策略进行了验证,该策略已经在渝鄂背靠背柔性直流工程得到了应用,保证了渝鄂柔直在弱系统方式下稳定运行。

南汇柔性直流输电系统投运后的分析与建议

介绍了南汇柔性直流输电系统的技术特点、运行方式、电气参数与功率输送。通过排查隐患,梳理和汇总了自2011年7月25日投运以来柔性直流输电系统出现的各种问题。针对某些设备的固有缺陷、运行设备与控制保护程序、设置参数之间的最佳参考数据的匹配等问题,做了技术分析。尤其是对容易引起误报、误发故障信号,导致柔性直流输电多次跳闸停运等问题,提出了治理措施和整改建议,为风电场、微电网、孤岛电网并网以及柔性直流输电技术的推广应用,提供技术支撑和运行经验。