提高新能源场站稳定性的构网型与跟网型变流器容量配比估算

大规模新能源接入使得电网短路比降低,系统电压支撑强度下降,导致静态电压稳定和次/超同步振荡等稳定问题凸显。构网型变流器具有较强的电压支撑能力,在新能源场站配置一定比例的构网型变流器可以提升系统稳定性,但由于构网型变流器容量与稳定裕度的解析关系不明,导致构网型变流器容量合理占比的理论值估算十分困难。该文针对新能源基地接入低短路比弱电网场景,从小干扰稳定视角探讨构网型与跟网型变流器容量配比的估算方法及其典型值。首先,对构网型变流器进行电压源等值,并通过广义短路比指标分析了构网型变流器配置比例对系统强度以及稳定裕度的影响规律;其次,针对改造构网型风电机组和额外加装构网型变流器两种技术方案,以行业相关标准为边界条件并结合典型升压变压器参数,估算了实际工程中容量配比的典型值;最后,利用多风电场系统案例验证了结论的有效性。

基于相对等效短路比的新能源——柔直送出系统振荡风险评估

新能源基地并网系统面临与电压支撑强度密切相关的振荡稳定性问题,在海量运行方式下,逐一建立精细化模型的稳定性分析过程耗时较长。短路比指标可直观反映新能源并网系统的电压支撑强度和稳定裕度,但现有短路比无法适用于无同步机电源的系统。为此,将短路比概念合理扩展至全电力电子化系统,基于戴维南等效网络来度量新能源-柔直送出系统电压支撑强度,进而提出了能快速评估新能源-柔直送出系统振荡风险的相对等效短路比计算方法,并阐明相对等效短路比能够全面考虑新能源场站发电功率、交流网架结构以及新能源设备变流控制系统等多重因素对振荡稳定性的影响,最后通过算例验证了相对等效短路比评估方法的有效性。

含跟网型储能的新能源多馈入系统小扰动电压支撑强度分析

储能正常工作时包含充电和放电两种运行模式,导致多储能变流器和多新能源变流器构成的多馈入系统工作点多变,加剧了系统小扰动同步稳定性分析的困难程度。为此,该文聚焦锁相环主导的小扰动同步稳定问题,首先,推导了兼顾储能充/放电运行模式的电网强度评估指标广义短路比,并提出了基于广义短路比及设备临界短路比的系统电压支撑强度分析方法,进而实现了系统小扰动同步稳定裕度的快速评估;然后,探究了跟网型储能变流器的充/放电运行模式对系统小扰动同步稳定裕度的影响规律,并根据矩阵联锁特征值定理论证了跟网型储能变流器工作在充电模式时,系统的小扰动同步稳定裕度高于放电模式;最后,基于仿真算例验证了所提系统小扰动同步稳定性分析方法的有效性。

低惯量交流系统并网变流器次/超同步振荡分析

低惯量电力系统中跟网型变流器可能会与同步机转子动态产生交互,给系统稳定性分析引入新的问题,仅靠跟网型设备动态和短路比衡量交流系统强度不再准确。为此,该文综合分析系统惯量和短路比对跟网型变流器小干扰同步稳定的影响,提出适用于分析低惯量系统中并网变流器稳定性的方法,所提方法计算量低、物理意义明确。首先,推导变流器和同步机混联系统的闭环模型,并提取出能表征低惯量动态的相互作用系数矩阵,定性分析两类设备间的交互关系。其次,基于模态摄动理论,将原多机系统解耦为稳定性等效的子系统。然后,选取适用于分析小干扰同步稳定问题的相位主导回路,根据该回路提出综合考虑惯量和短路比的稳定性分析方法。最后,基于仿真算例验证了所提低惯量系统中并网变流器小干扰同步稳定性分析方法的有效性。

高比例新能源接入的配电网稳定薄弱环节辨识与致稳调控技术研究

高比例新能源接入电网的间歇性和波动性对系统稳定性有显著影响。因此,评估和提升含高比例可再生能源(Renewable Energy Source, RES)的配电网稳定性至关重要。文中提出了一种新的系统强度评估指标——集成短路比(Integrated Short Circuit Ratio, ISCR),该指标不仅考虑了RES之间的相互作用,还考虑了储能设备(Energy Storage Device, ESD)的影响,能更准确地辨识电网薄弱环节。另外,基于ISCR提出了通过双层优化方法调配RES和ESD的位置和容量的配电网稳定性提升方法,以增强系统强度并提高RES和ESD容量。在上层,对RES的位置和容量进行优化,确保节点处的ISCR值最大;在下层,对ESD的位置和容量进行优化,确保ISCR值高于临界短路比(Critical Short Circuit Ratio, CSCR),以保持系统强大。位置优化由节点处的ISCR值确定。容量优化采用线性规划方法求解。最后,案例研究验证了所提优化方法在保持系统强度的同时增加RES和ESD容量的有效性。

低压综合配电箱短路耐受强度影响技术分析

短路耐受强度是低压综合配电箱安全性能的重要指标之一,也是监督检查的重点项目,文中结合检验工作经验和对产品标准的理解,深入分析JP柜的短路耐受强度试验方法,分析影响该项目不合格的主要因素,并对JP柜中断路器的选型和短路强度性能改善等方面提出相关建议。

某船用中压变压器匝间短路故障原因分析

变压器发生匝间短路的情况并不少见,其原因也是比较多样。常见的原因如异物进入损坏绝缘,潮湿引起绝缘低下,温度过高等等。文章提到的案例是变压器的制造过程中没有对绕组导体的锐边处理,造成电场强度突变,破坏绝缘,从而造成匝间短路。通过分析,旨在为以后分析类似故障提供借鉴。

基于等效电流源的级联混合直流馈入系统强度影响分析

级联型混合直流系统受端的模块化多电平换流器高压直流系统(modular multilevel converter high voltage direct current,MMC-HVDC)和电网换相换流器高压直流系统(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)会因馈入点电气距离较近而存在强相互作用关系。为明确级联型混合直流馈入系统中MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响,提出考虑幅值和相位的MMC等效电流源的简化等效方法,基于所提MMC等效原理将级联型混合直流馈入系统等效成单馈入LCC-HVDC系统,分析等效单馈入系统的参数计算方法,并提出等效单馈入短路比评估指标。最后通过该指标分析归纳了不同控制方式、不同电气距离下等效单馈入系统的系统强度变化情况,即为MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响规律。机理分析和基于PSCDAD/EMTDC、MATLAB的仿真结果表明,所提等效方法具有有效性且所提指标能很好地反应MMC-HVDC对LCC-HVDC系统强度的影响。

低压电缆截面积选择分析

结合电缆截面积的正确选择对于电气设计安全性、可靠性和经济性的影响,从电缆电压降校验、载流量校正、短路校验,以及谐波、机械强度、爆炸危险环境要求等方面多角度、多工况对低压电缆截面积的选择进行分析、总结。

基于贝叶斯深度学习的新能源多场站临界短路比区间预测方法

大规模新能源并网后电力系统的电压安全稳定问题突出,亟需一种兼具准确性和实用性的方法来评估系统的电压支撑强度。为此,该文提出一种基于贝叶斯深度学习的新能源多场站短路比(multiple renewable energy station short circuit ratio,MRSCR)智能增强方法。首先,聚焦于MRSCR缺乏准确的临界短路比(critical short circuit ratio,CSCR)问题,提出CSCR样本集的构建流程,并据此开发样本的批量仿真程序。然后,利用多门控混合专家网络对各新能源接入点的CSCR进行同步预测,并结合贝叶斯深度学习提升预测精度,量化预测不确定性。最后,考虑到点估计的弊端,提出一种基于动态阈值的不等式方法来给出兼具可靠性和清晰性的区间估计,为不同的决策需求提供多种属性的预测值。在CEPRI-FS-102节点系统上的测试结果表明,所提方法可有效提高电压支撑强度的评估精度和速度,其预测信息可为决策过程提供重要的指导意义。

大容量变压器内绕组短路强度研究

结合变压器产品短路试验,采用有限元法对变压器内绕组径向强度进行了分析。

31500kVA电力变压器绕组短路强度计算

采用有限元方法计算了变压器短路情况下二维瞬态轴对称场,得出了线段电磁场和电磁力分布,给出了绕组短路强度计算方法,并对一台31 500kVA电力变压器绕组短路强度进行了计算。

多馈入直流系统广义短路比:定义与理论分析

分析了静态电压稳定和多馈入系统短路比的联系,从特征根的角度探索了一种刻画交直流系统强度和稳定性的多馈入系统广义短路比(generalized short circuit ratio,GSCR)指标,克服了传统短路比概念在多馈入下物理机理不明确及对交流系统强度刻画不准确的缺陷,实现了短路比概念在单馈入和多馈入下物理意义及数学形式上的统一。GSCR是在较弱的假定条件下定义,因此具有一般性。理论证明GSCR唯一存在且不小于最小多馈入短路比,而传统短路比仅是GSCR在附加较强假设条件后的一个特例。仿真算例表明新定义下的GSCR能更准确地描述多馈入系统受端交流电网的强度。

电力变压器绕组短路强度、温升、电场计算与分析

开发了大型电力变压器绕组短路强度、损耗和温升计算软件;并应用有限元软件对变压器的电场、磁场、油流场和温度场进行了计算。

基于强耦合方式的电力变压器绕组短路强度计算

以一台DFP1-240MVA/500k V型电力变压器为例,采用电场、磁场和结构场强耦合的方式,进行了短路强度的计算,验证了方法的可靠性。引入国标对产品进行了校验,并比较了不同方案对抗短路机械强度的影响。

两种冷却方式换流变压器温升和短路强度对比分析

对ODAF和OFAF两种冷却方式换流变压器的绕组温升和短路强度进行了仿真计算,将仿真结果与试验数据进行对比分析,得出两种冷却方式换流变压器在绕组温升和短路强度方面的优缺点,指出两种冷却方式换流变压器的设计要点。

计及振动响应的变压器绕组轴向机械强度动态评估方法研究

变压器线圈在短路电动力的作用下产生强烈的轴向振动,影响线圈强度。为了深入研究线圈的短路振动特性及其对轴向强度的影响规律,该文首先建立绕组轴向的非线性振动模型,提出线圈、垫块、压板动态压缩力以及导线轴向弯曲应力的计算方法;然后,对一台SZ-50000/110kV变压器的动态轴向强度进行评估,并与传统的静态计算结果进行对比;最后,分析电流幅值、压紧力和固有频率对轴向强度的影响规律。研究结果表明,采用动态模型计算的线圈、垫块、压板压缩力和导线的轴向弯曲应力均大于静态计算结果。针对该文所研究的变压器,绕组二阶固有频率接近电动力频率时,线圈压缩力可增加10~25kN,压板最大应力可增加8MPa,轴向弯曲应力可分别增加5~10MPa。所提模型和计算方法对于提升变压器短路强度评估水平非常关键。

变压器高压绕组短路强度的研究

对短路电动力作用下的变压器高压绕组 ,应用有限单元法分别进行了动态强度计算和静态强度计算。通过具体的实例 ,对其进行了短路强度分析 。

大型电力变压器绕组的短路强度问题

概述了国内外研究变压器绕组短路强度问题的多种理论方法,介绍了一些提高绕组短路强度的方法,为进一步研究变压器绕组的短路强度问题提供了一定的参考。

大型变压器绕组结构对漏磁场及短路电动力的影响

以具体计算实例分析了不同绕组结构对漏磁场及短路电动力的影响 ,提出了在大型变压器设计时改善漏磁场、提高机械强度的几点建议。