多馈入短路比及多馈入交互作用因子与换相失败的关系

将传统的两端直流系统短路比延伸到多馈入直流系统,建立了多馈入短路比(multi-infeed short circuit ratio,MSCR)表达式。基于CIGRE模型建立了三馈入直流输电模型,分析了与MSCR相关的变量,并结合换相失败免疫因子得出结论:增大多馈入短路比能够降低发生当地换相失败的风险。同时从多馈入交互作用因子的角度分析了发生同时换相失败的规律:减小交互作用因子能够降低同时换相失败的风险。

考虑直流输电系统外特性影响的多直流馈入短路比实用计算方法

根据多馈入短路比(multi-infeed short circuit ratio,MISCR)和多直流相互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)定义,考虑电力系统元件外特性影响,建立了仅包含换流母线电压变量的直流外特性模型。在此基础上,推导出考虑直流系统影响的交直流系统潮流雅可比矩阵修改元素解析函数。研究了直流系统外特性与电压扰动之间的关系,针对传统MISCR工程计算中面临实际问题,提出考虑直流系统外特性的MISCR实用计算方法,克服了传统计算方法难以适用于复杂大电网、并同时考虑电力系统元件特性影响的困难。研究算例比较表明,直流系统外特性对MISCR计算结果影响明显。

动态无功补偿装置提高多馈入直流恢复的布点方法

交直流混联系统中交流系统短路故障发生后,由于交流系统电压不能恢复或持续降低而引起多回直流输电系统连续发生多次换相失败甚至闭锁,采用动态无功补偿装置提高多馈入直流换相失败过程中电压恢复。分析了不同地点及程度交流故障下不同补偿装置直流恢复速度,从多馈入直流间相互影响的交互作用因子出发,计及不同直流传输功率故障后对系统稳定性的影响,定义了多馈入直流交互影响权重系数,确定动态无功补偿装置补偿区域边界,考虑动态无功—电压灵敏度以确定动态无功最佳补偿地点,制定了工程实用的多馈入直流系统动态无功补偿装置布点方案。大电网仿真结果表明,在同等容量的动态无功补偿装置下,推荐方案能有效减少交流故障引起的多馈入直流同时换相失败。

四川电网多送出直流输电系统交互影响分析

高压直流输电在我国西电东送的战略中作用重大,针对±800kV特高压直流和±500kV高压直流的多回直流外送输电系统复杂的交互影响,分析了多馈入直流量化指标,推广定义了多送出运行短路比(MOSCR)和折算功率影响因子(RPIF),最后利用量化分析指标和直流系统相互支援对2012年丰大运行方式的四川电网多送出直流系统进行交互影响分析,结果表明多送出直流系统交互影响合理,相互支援能提高送端系统暂态稳定性。

多馈入直流系统换相失败免疫水平快速确定方法研究

针对目前多馈入直流输电系统中换相失败研究主要采用仿真手段的情况,基于最小熄弧角判断标准,推导多馈入直流系统中当地换相失败免疫因子和同时换相失败免疫因子的解析表达式。通过表达式可快速而有效地确定系统参数对多馈入直流系统中逆变站换相失败免疫水平的影响:当地换相失败免疫因子与故障交流系统有效短路比具有近似的线性关系;在临界多馈入交互作用因子不变时,同时换相失败免疫因子与故障交流系统有效短路比成正比关系,与多馈入交互作用因子成反相关。基于CIGRE直流输电标准模型搭建了双馈入直流输电系统,仿真结果验证了表达式的有效性和准确性。

特高压直流分层接入方式下稳态特性研究

探讨了特高压直流分层接入方式下交流系统逆变侧换流母线间电压相互作用影响关系的求解方法,并得出相互作用因子数学表达式。通过PSCAD仿真验证了所求的相互作用因子的准确性。分析了分层接入时,2组换流器采用不同控制方式时对相互作用因子的影响。根据所求的相互作用因子,得出分层接入时系统短路比。特高压直流分层接入方式下,在保持直流输电总功率不变的同时,当分层接入不同的受端系统时,可以使总功率在1000 kV与500 kV两级电网重新分配。最后分析了潮流重新分布时,特高压直流分层接入方式对系统换流器换相失败的影响。

多直流电压相互作用因子的解析表达方法

为了定量考虑多直流系统中各直流系统之间的相互影响,提出一种更切合实际的基于潮流雅克比矩阵的多馈入相互作用因子(Multi-infeed Interaction Factor)解析表达式。目前相互作用因子主要通过仿真方法进行求解,其物理意义不明确。为此,从系统潮流出发,考虑交直流系统的共同影响,提出一种新的MIIF解析表达式,并验证了该方法的有效性。最后,比较分析了现有的三种基于电路原理的MIIF解析表达式和文中所提的解析表达式,从工程实用的角度给出了更具可行性的MIIF的计算建议。

采用多馈入交互作用因子判断高压直流系统换相失败的方法

目前对多馈入交直流受端系统的交流故障是否会导致多回直流同时换相失败的问题主要是借助于仿真工具进行分析,这种方法计算量大,并且耗时长。为此提出了一种利用多馈入交互作用因子快速判断直流系统换相失败的方法。基于节点阻抗矩阵对多馈入交互作用因子进行定义,通过最小熄弧角判断标准推导出临界多馈入交互作用因子的通用表达式,提出了基于临界多馈入交互作用因子的换相失败判断方法:某一回直流逆变侧换流母线发生三相短路故障时,如果另一回直流与该直流间的多馈入交互作用因子大于临界多馈入交互作用因子,则认为另一回直流系统也会同时发生换相失败。小算例系统和实际电网的研究结果证明了该指标和方法的准确性和有效性。

基于无功潮流分析的多馈入直流输电耦合作用

为深入分析多馈入直流输电耦合作用机理,提出了无功潮流耦合作用分析方法。该方法通过无功潮流的变化,分析了当某子系统受到无功扰动之后,各子系统电压变化的机理。为定量分析多馈入直流输电各子系统之间的无功潮流支撑作用,提出了无功潮流支撑系数这一稳态指标,同时推导了该指标的表达式。基于无功潮流耦合作用分析方法,推导了双馈入系统中多馈入静态电压稳定性指标的表达式。该表达式揭示了无功潮流支撑系数、多馈入交互作用因子与多馈入静态电压稳定性指标之间的关系,结合表达式对无功潮流支撑系数的影响因素进行分析。最后,在PSCAD环境下的双馈入直流输电模型中进行仿真,验证了理论推导的正确性。

应对多馈入直流换相失败的同步调相机布点方法

特高压直流输电网受端交流故障诱发的直流换相失败会造成系统短时大量功率短缺,对系统安全稳定性带来巨大威胁。同步调相机因其强大的动态无功支撑能力,在应对多馈入直流换相失败及加快系统暂态恢复过程方面受到了越来越多的关注。从多馈入直流间相互作用角度出发,分析了调相机应对多馈入直流换相失败的优势,结合多馈入交互作用因子、多馈入有效短路比及相对暂态电压跌落面积指标,逐层确定最佳的动态无功补偿站点,提出一种可运用于工程实际的调相机应对多馈入直流换相失败的布点方法,并在华东电网数据典型运行方式的基础上进行了仿真验证。

多馈入直流系统交互作用因子的影响因素分析

多馈入交互作用因子(multi-feed interaction factor,MIIF)是一种能有效衡量多馈入交直流系统中直流系统间相互作用大小的指标。理论分析了直流落点间电气距离、受端交流系统等值阻抗对MIIF的影响,详细研究了MIIF与受端交流系统强弱评估指标—多馈入短路比(multi-infeed shortcircuit ratio,MISCR)的关系。研究结果表明,MIIF随直流落点间电气距离的减小而增大;其他回直流对某一回直流的MIIF随该回直流逆变侧交流系统等值阻抗的增大而增大;保持直流落点距离不变,MIIF与MISCR成反比关系;保持交流系统等值阻抗不变,直流i、j间的MIIF与第i回直流的MISCR成反比关系,与第j回直流的MISCR成正比关系。两馈入交直流算例系统的分析结果验证了所得结论的正确性。

计及并联电容器补偿的多馈入交直流系统改进有效短路比指标

多馈入有效短路比能够同时反映交流系统强弱和直流系统间相互作用,是进行多馈入交直流系统分析和评估的重要指标,但是在实际工程应用中仍出现了指标计算结果与系统实际电压稳定不相符的情况。在推导并联电容器补偿对短路电流影响的数学关系的基础上,分析得出现有的多馈入有效短路比指标由于未考虑并联电容器补偿时存在不足而具有局限性。针对这个问题,提出一种能够计及并联电容器补偿的改进多馈入有效短路比指标,该指标通过将系统并联电容器容量折算到直流落点处来进一步计及其给系统电压稳定带来的影响,并给出所提改进短路比指标的计算公式。以修改的新英格兰39节点系统为例,研究了并联电容器补偿对系统电压稳定性的影响,分析了现有多馈入短路比和所提改进指标与并联电容器补偿的容量和补偿位置的关系,研究结果表明,所提改进有效短路比指标比现有多馈入有效短路指标更能够准确地反映交流系统的强弱程度。最后通过浙江电网仿真验证了所提改进有效短路比在描述多馈入交直流系统强度的准确性和适用性。

感应滤波技术对多馈入直流输电系统换相失败的影响

基于CIGRE标准模型建立了含感应滤波装备的新型多馈入直流输电系统仿真模型.结合多馈入有效短路比、多馈入交互因子和换相失败免疫因子的定义,对比分析了不同故障类型、不同故障时刻条件下的换相失败免疫因子变化规律;并对发生本地换相失败和并发换相失败条件下,交流系统强度如何影响多馈入直流输电系统抵御换相失败的能力进行了对比分析研究.结果表明:感应滤波技术具有降低多馈入直流输电系统的交互因子、提高换相失败免疫因子及增强多馈入直流输电抵御并发换相失败的能力.

多馈入直流系统的量化分析指标及其应用

在MIIF和MIESCR指标的基础上,对MIIF的概念进行了推广,使针对多馈入直流系统的量化分析指标能够适用于交直流系统不同运行方式分析的需要。解决了长期以来对多馈入直流系统中各直流落点间电气距离、交流系统相对强弱缺乏量化指标和分析方法问题,并结合南方电网2008年丰大运行方式,介绍了MIIF和MIESCR指标的计算和应用分析方法。

多馈入直流系统换相失败风险仿真分析

逆变器的换相失败是高压直流输电系统的一种常见故障。为研究多馈入系统中换相失败的复杂机理,文中应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,在经典双馈入系统模型中进行仿真,根据换相失败发生的风险指标--短路严重程度等级因子,分析造成直流系统换相失败的概率特征。发现多馈入电压交互作用与谐波交互作用是影响多馈入系统同时换相失败的两个重要因素,故障较弱时,多馈入系统的远端换相失败主要与换流母线电压的波形畸变相关;而故障较强时,母线电压的幅值跌落是导致远端换相失败发生的主因,仿真结果证明了结论的正确性。

多馈入直流输电系统谐波相互影响的仿真研究

针对上海电网多馈入直流输电系统谐波超标问题,提出了2种分析多馈入直流输电系统谐波相互影响的方法,即求取多馈入直流输电系统的换流站间进行功率归一化后的多馈入交互作用因子和不同逆变站交流滤波器投切方式下各逆变站的谐波指标变化;以上海电网4回直流线路和500kV主网架为背景,采用电磁暂态仿真程序(PSCAD/EMTDC)对上海多馈入直流输电系统进行建模仿真计算,验证了所提方法的合理性和有效性。

交流系统内部结构参数变化对多馈入交互作用因子的影响分析

多馈入交互作用因子(MIIF)是衡量多馈入交直流系统中直流系统间相互作用大小的量化指标。目前对于多馈入系统中换流站间的交互耦合作用的研究均是基于多端口戴维南等效模型,而未指出交流系统内部结构参数变化所引起的多馈入交互作用因子的变化情况。为此,采用了一种多馈入交互作用因子变化量的快速计算方法。并定义了线路贡献率作为对比指标,通过算例研究了交流系统内部线路投切、节点负荷变化对交互作用因子的影响。研究结果表明,直流换流站间最短连接路径上的线路对MIIF影响最大;Ⅰ类节点与Ⅱ类节点之间的线路对MIIF的影响最显著;与节点有直接线路连接的换流站数越多,该节点负荷变化所引起的MIIF值变化越显著。