500 kV在运主变压器抗短路电流能力不足的治理方案

针对500 kV长寿变电站主变抗短路电流能力不足的问题,分析主变抗短路电流能力提升的不同方法。分析限流电抗器阻抗值确定的原则,结合站内电气布置,采用在主变低压侧汇流前加装干式限流电抗器,结合低压侧连接导体绝缘化的处理方案。仿真计算表明加装限流电抗器后,低压侧电压波动不影响站内设备运行,无功补偿容量小幅偏差的影响可控。结果表明:该方案为一种经济而可靠的主变抗短路能力不足治理方案。

广东—海南500kV交流跨海联网工程无功补偿及电磁暂态研究

对我国第一个500kV超高压、长距离、大容量的跨海联网工程——海南联网工程的无功补偿及电磁暂态等问题进行了研究。在分析计算线路参数、充电功率、工频暂态过电压、工频谐振过电压、潜供电流、恢复电压和操作过电压等的基础上,结合海南联网工程的系统特点,给出了线路高抗配置、高抗中性点小电抗以及合闸电阻装设等方面的推荐意见,以期为国内同类工程的建设提供参考。

基于磁控电抗器的变电站无功电压控制

针对当前广泛应用的动态无功补偿装置不适合无人值守变电站的运行环境,根据磁控电抗器平滑调节容量的原理,研制了基于磁控电抗器的动态无功补偿装置。结合现场实际运行情况,设计了以电压为控制目标的最优控制方法,装置快速响应电力系统无功需求,提供电压支撑。进行了基于Matlab/Simulink的仿真研究,仿真结果表明了该装置抑制电压波动的有效性。装置在变电站的运行试验结果表明,该补偿系统能够快速响应系统电压无功需求,很好地改善系统的电压质量。

可控电抗器在我国超/特高压电网中的应用

特高压线路充电大,限制过电压和无功补偿矛盾突出,通过对特高压线路特性和典型系统分析可知,为解决这一矛盾,需要在长距离重载线路及潮流变化大的外送线路上安装特高压可控电抗器。特高压线路采用可控电抗器需要在500kV线路上挂网试验运行,以解决可控电抗器在我国电网应用中的相关技术问题。研究表明:可控电抗器对系统暂态稳定的影响主要依赖于它在工况下的状态,而与其调节方式关系不大;而可控电抗器对系统动态稳定的影响则不仅与其工况下的状态相关,更主要的是与可控电抗器的调节方式相关,其中,无滞后环节平滑调节电抗器和多次动作分级投切电抗器在工况满负荷的情况下对系统具有最好的作用。

磁控电抗器的动态无功补偿装置

报告了当前变电站无功补偿的研究现状,指出磁阀式可控电抗器在电力系统无功和电压控制中的应用前景,分析磁阀式可控电抗器的原理和变电站无功补偿原理,运用磁阀式可控电抗器原理研制一种基于磁阀式可控电抗器的动态无功补偿装置;设计了具有4种模式的控制系统,并进行仿真研究,结果表明该装置具有抑制电压波动和补偿无功的有效性。在220 kV变电站的运行试验表明控制系统稳定可靠,该补偿装置能够平滑地调节无功功率输出,快速响应系统电压无功需求,改善系统的电压质量和无功分布。

基于MCR和MSVC的220kV变电站多电压等级无功电压综合控制

目前变电站的电压无功综合自动控制装置主要是针对110k V及以下两个电压等级的变电站,且仅以低压侧电压和高压侧功率因数作为主控目标。对于220k V三电压等级变电站,本文提出一种基于磁控电抗器(MCR)和磁控静止无功补偿装置(MSVC)的变电站多电压等级无功电压综合控制方法,在综合考虑主变压器各侧的相互影响以及两侧无功补偿装置的配合作用的基础上,以变电站三侧母线电压和高压侧功率因数为控制目标。同时本文建立了包含两台主变压器的变电站Matlab/Simulink仿真模型且进行了仿真研究,主变中压侧配置MCR、低压侧配置MSVC,并将其与单独在低压侧接MSVC和单独在中压侧接MCR的仿真研究进行对比,结果表明中、低压侧配合协调控制的方法可在不同的运行方式下实现三侧电压合格以及总体无功平衡,有效地改善电能质量。

多站点无功补偿装置的多目标协调控制

针对目前500 kV变电站中无功补偿装置所采用的单独补偿控制方式,提出一种多目标协调控制方式来克服无功补偿装置缺乏协调且损耗较大的不足。该方法将变电站内低容/低抗装置纳入SVC的控制体系,并考虑站与站之间无功补偿装置的相互影响,以节点电压偏差和无功补偿装置总损耗最小为目标建立多目标无功协调控制模型。根据无功协调控制中变量敏感度不同、局部搜索能力不足的特点,将控制变量划分为敏感变量和非敏感变量,采用具有二级搜索的改进NSGA-II算法求取其Pareto最优解集。对南方电网中电压耦合较强的2个变电站在3种不同负荷水平下进行无功协调控制仿真,结果表明优化结果能够根据控制需要为决策者提供多种最优的协调控制策略。与常规NSGA-II算法和法线边界交叉算法的对比,表明改进NSGA-II算法得到的Pareto解集具有更优的收敛曲线及分布性。

高低抗补偿调压机理比较及仿真分析

针对实际无功规划和运行电压调控中关于高、低抗补偿效果的一些模糊经验认识,基于无功补偿调压估算模型,提出了高、低抗补偿调压的机理比较分析公式。在超高压系统中,主变高、低压侧并联高、低压电抗器对其主变高压母线电压的调节大小可分别通过无功补偿调压的一般估算模型及其拓展估算模型进行估算。分别位于华中电网送电电源中心和受端负荷中心的2个典型500kV变电站高、低抗补偿调压的实例仿真比较分析验证了高、低抗补偿调压估算公式的正确性和精确性。仿真结果表明:高、低抗补偿调压的大小主要由补偿点的短路阻抗参数决定;一般在低抗补偿调压不灵敏的地点高抗补偿调压也同样不灵敏,且在同一变电站相同容量高、低抗对主变高压母线电压的调节量之比基本保持稳定,并可通过提出的公式近似估算。

大电网多站点无功补偿协调控制的多目标混合优化方法

针对大电网中多站点多目标无功协调控制模型收敛难、对离散变量初值敏感和耗时长的不足,提出一种基于分区求解的混合求解方法改善求解的效率和稳定性。首先利用NSGA-II处理离散变量的优势,筛选出无功协调控制问题在目标函数空间的优秀分区,采用NBI+GAMS快速求解所有优秀分区的最优解集,并过滤得到Pareto前沿,求解过程中引入多代理并行技术增加遗传种群和加快求解速度。对南方电网西电东送通道22个500k V枢纽变电站进行无功协调控制仿真,结果表明混合求解方法能够快速有效地求解大规模电网多站点的多目标无功协调控制模型。与单独采用NSGA-II相比,混合求解算法具有更优的收敛速度和Pareto前沿分布性。

计及损耗的特高压输电线路中可控电抗器补偿度研究

高速响应可控并联电抗器装设于特高压交流输电线路,能够实现大范围快速平滑地调节容量和限制过电压等作用,从而提高输电电量和质量。为研究可控电抗器的补偿度以及其与线路特性的关系,建立计及损耗并精确考虑线路分布参数特性的特高压输电线路∏形等值电路,以均匀传输线方程为基础,采用电力系统潮流计算法得到适用于受端系统各种负载类型的可控电抗器补偿度公式。分析了可控电抗器的补偿度与线路传输功率、首末端电压、线路长度等之间的关系。分析结果表明:当特高压交流输电线路传输的有功功率一定且受端系统负载类型呈感性时,线路受端系统的功率因数越低,电抗器的补偿度越低;而受端系统负载类型呈容性时则与之相反。该研究为特高压可控并联电抗器控制系统的设计提供了理论基础,有利于进一步研究装设可控并联电抗器的特高压输电线路的特性。

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(ControllableShuntReactorofTransformerType, CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区。针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(HybridCSRT, HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节。在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器。理论分析和数字仿真表明HCSRT和混合变压器式静止无功补偿器具有响应速度快、调节范围广、谐波污染小及性价比好等优点。

双馈风力发电机的综合低电压穿越策略

针对目前低电压穿越(LVRT)方案,尤其是转子并联撬棒在穿越过程中存在的不足,提出了一种软硬件结合的双馈风力发电机(DFIG)综合低电压穿越策略。硬件方面,采用定子串联电抗(SSL)的方式来抑制转子电流,在理论分析故障时转子电流骤升机理的基础上,提出一种定子串联电抗阻值的整定方案;软件方面,由于转子侧变流器(RSC)不需要被闭锁,因此通过改进的RSC控制策略来抵消定子串联电抗导致电磁转矩振荡时间延长的负面影响,并在RSC控制中附加故障期间的无功补偿目标,以充分发挥DFIG定子侧的无功输出能力。仿真结果表明:综合穿越策略能有效抑制转子电流的峰值、电磁转矩振荡的幅度及振荡持续的时间,同时能够达到利用DFIG自身向电网提供无功支持的效果。因此,所提方法不仅能够保证DFIG的低电压穿越性能,而且有利于系统的暂态稳定性。

无功补偿电抗器在谐波条件下电磁力和磁致伸缩的仿真分析

为分析含有谐波电流的运行条件对无功补偿电抗器铁心部分磁致伸缩效应和绕组部分所受电磁力变化的影响,本文中作者以30kvar配网用无功补偿电抗器为例,进行了工频和谐波情况下的磁场分布和电磁受力求解分析。

基于电力电子电抗器的起动补偿一体化装置

针对高压大功率电动机起动电流大、起动过程中功率因数低的问题,提出一种基于电力电子电抗器的软起动无功功率补偿一体化方法,设计了该一体化装置的拓扑结构,研究分析了该一体化装置的工作原理。针对起动过程中无功功率补偿问题,采用无功功率就地补偿方法,减小起动引起的电网降压。为了获得较好的无功功率补偿效果,提出一种实用的基于电网压降允许值的无功功率补偿量工程计算方法,该方法可以准确地计算出无功功率补偿量。最后,以19 000 kW/10kV电动机为对象,通过仿真及实验验证了该一体化装置可以有效减小电动机的起动电流,提高电动机起动过程中的功率因数,减小电动机起动过程中的电网电压降幅。

500 kV高压线路并联电抗器补偿及仿真分析

当电力系统低谷负荷时,500 kV线路容性功率使电压升高至550 kV.提出在线路一侧加装并联电抗器补偿无功功率,通过计算线路的潮流和电压以确定电抗器容量,然后用ETAP PowerStation软件对补偿效果进行仿真,仿真结果证实了该方案的可行性.

可控电抗器在特高压输电系统中的应用

分析了我国发展特高压输电的必要性,介绍了可控电抗器在特高压输电系统中的优异性能。可控电抗器能够随着传输功率的变化而自动平滑地调节本身的容量,因而能显著改善电网的无功补偿、减少电网损耗和提高输电质量。论文还介绍了两种最具应用前景的特高压可控电抗器的结构与功能。

大容量辅机启动对孤立电网电压影响仿真

针对电网孤立运行条件下大容量辅机直接启动造成电网电压大幅下降的问题,基于辅机启动的基本原理以及孤立电网网架结构,建立了相应地区电网的电磁暂态仿真模型,并提出可行的孤立电网辅机启动策略.对电厂辅机的启动特性、辅机启动对电网电压的影响以及动态无功补偿装置在辅机启动过程中的补偿特性进行了仿真计算与分析,仿真结果表明,大容量辅机启动虽未造成电网失稳,但给电网电压带来很大冲击,而该启动策略可以有效地抑制冲击,为孤立电网的安全稳定运行提供了理论依据和可行性建议.

磁阀式可控电抗器特性及其在无功补偿中的应用

在电力系统中,通过无功电压补偿,可以大大提高电能质量。本文对磁阀式可控电抗器的基本结构和工作原理进行了研究。通过电力系统仿真软件Matlab/Simulink对其控制特性、伏安特性、谐波特性进行了全面分析。最后在其工作特性的基础上介绍了电抗器在无功补偿中的应用,以快速响应的磁阀式可控电抗器和并联电容器组成的补偿元件,配以相应的快速无功检测环节组成的无功补偿系统,可以保证补偿的快速性、准确性和合理性。

35kV级电压调节式自动无功补偿装置的设计

针对目前电网负荷急剧增大,对电网感性无功要求与日俱增,设计一种适用于35kV级的电压调节式自动无功补偿装置。该装置采用端部调压的自耦联结方式,根据所有档位中最大的结构容量,合理选取变压器的铁心直径,每个档位的视在容量与结构容量都不相同,同时铁心铁轭采用上圆下D的铁心形式,在内线圈与铁心之间加入软角环,减小了绝缘距离,降低了成本。因此,该装置在很大程度上提高了功率因数,降低了输电损耗,改善了电能质量,提高了设备安全运行水平,同时也增加了供电企业的经济效益。

西北750kV电网大容量新型FACTS设备应用研究

为解决西北新能源大规模外送系统的无功电压控制问题,提高电网的安全稳定性,在新疆与西北主网联网750 kV第二通道上规划装设多套可控电抗器和静止无功补偿器等大容量新型FACTS设备。为此提出了FACTS设备的技术应用方案,并对FACTS设备的稳态调压效果进行详细分析。同时从提升联网通道输电能力和提升故障后电压恢复水平2个方面研究了FACTS设备对系统暂态稳定性的提升作用。最后,从抑制系统过电压和潜供电流的角度,分析了FACTS设备对电磁暂态问题的影响。