基于储能装置的柔性直流输电技术提高大规模风电系统稳定运行能力的研究

大规模风电集中接入电网对直流输电技术提出了更高的要求。为此,提出了基于储能装置的柔性直流输电并网传输系统拓扑结构。根据dq同步旋转坐标系下VSC-HVDC(Voltage Source Converter HVDC)系统的数学模型,设计了相应的换流器直接电流控制策略。其中送端换流站解耦控制器实现了风电场输出有功功率和无功功率的独立控制,受端换流站采用将储能装置充放电功率偏差值作为直流电压控制器附加信号的控制策略。最后,以配备双馈风电机组的风电场经柔性直流输电系统接入电网进行仿真分析,针对风电场在噪声风引起的输电功率波动、受端换流站侧交流系统短路故障等情况进行仿真验证,结果表明该控制方案有效可行。

含新能源的电力系统安全性评估

为解决高比例新能源的接入给电网安全稳定性带来的潜在威胁,采用综合评价法实现新能源电力系统安全性评估和薄弱系统辨识,提供更加全面的系统安全运行决策参考信息。首先,建立新能源电力系统安全性评价指标体系,其次,分别采用决策实验与评价实验室(decisionmaking trial and evaluation laboratory,DEMATEL)法与反熵权法计算指标的主客观权重;第三,依据相对熵思想计算综合权重;最后,以改进的IEEE-118母线不同渗透率新能源电力系统为参考,采用多准则妥协解排序法(Vi?eKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Re?enje,VIKOR)进行综合评估与优劣排列分析和灵敏度验证。不同新能源渗透率电力系统安全性排序为:10%>40%>20%>30%>50%,其评估结果可在实际工程中参考应用。

哈郑特高压直流送端电网静态电压薄弱点研究与无功补偿

随着风电场容量的不断增大,大规模风电出力的强波动性会影响接入地区电网的电能质量。因此,风电场接入系统时,必须结合所接入地区电网的实际情况和风电场无功补偿等因素进行综合分析。首先,推导了风电并网时静态电压稳定机理,通过连续潮流法,利用DIg SILENT电力仿真软件绘制哈密地区风电场的P-U、Q-U曲线;其次,根据所得数据,运用多属性综合评价法计算哈郑直流送端电网的电压薄弱点;最后,在电压薄弱点对比3种无功补偿方式对静态电压稳定性的影响。仿真结果表明所提出的计算电压薄弱点的方法具有计算量小、灵活性强等优势,在电压薄弱点加入无功补偿装置可以可满足哈郑送端地区风电外送要求,提高系统静态电压稳定极限,是一个很好的方法。

BESS-STATCOM提高风火打捆直流并网稳定性

为有效提高风电并网运行能力,提出在受端配置蓄电池型静止无功补偿器(BESS-STATCOM)的风火打捆经直流输电并网拓扑结构。设计以维持受端母线电压稳定为首要目的的控制策略。送端发生风速频繁波动扰动时,通过火电厂可以消弱风速波动带来的不利影响,保证输入至受端电网的电压稳定。受端电网负荷突变/三相短路时,蓄电池型静止无功补偿器能保证电网受到干扰后快速恢复,在向系统补偿无功功率的同时提供一定有功支撑,克服负荷突变带给系统的不利影响。仿真结果表明所提控制方案的有效性,蓄电池型静止无功补偿器能够使得风电场"穿越"故障,运行状况基本不受电网受端故障影响。

组合式无功补偿在哈密电网中的应用研究

针对风电场接入引起的电力系统有功裕度降低以及电压不稳定,可以通过加装无功补偿装置进行改善。同时为了考虑无功补偿设备的成本与响应速度,提出一种兼顾静止无功补偿器(SVC)的快速连续性以及并联电容器低成本大容量的组合式无功补偿方案,并设计了并联电容器与SVC的协调控制策略。利用DIgSILENT电力仿真软件对哈密地区电网进行建模与潮流分析,找出该地区风电场的薄弱节点,然后在该区域对比不加装无功补偿装置、加装并联电容器、加装SVC以及采用组合式无功补偿的静态稳定极限。仿真结果表明采用组合式无功补偿方案即能满足哈密地区风电外送要求,又能够提高系统的静稳极限,具有一定实用价值。

Multi-Infeed HVDC中不同混合结构的子系统运行特性研究

基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了多馈入高压直流系统的3种不同混合输电结构的子系统,通过连于受端弱交流系统,研究了3种子系统的暂态运行特性,仿真结果表明:与传统高压直流输电系统相比,含VSC的子系统在抑制换相失败、缩短故障恢复时间等方面具有明显的优势。而且,随着电力电子器件的快速发展,VSC的成本逐渐降低,含H-HVDC的多馈入系统将成为以后电网新建和已有电网改造升级的可行方案。

双极型H-HVDC输电系统向无源网络供电的特性研究

详细分析了双极型H-HVDC输电系统的结构和工作原理,建立了整流侧采用LCC、逆变侧采用VSC的双极型H-HVDC输电系统向无源网络供电的模型。保证系统功率平衡和受端无源网络交流电压稳定的前提下,设计了双极型H-HVDC输电系统的协调控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,研究了双极型H-HVDC输电系统向无源网络供电时的稳态运行特性、故障暂态特性及单极闭锁故障下的供电可靠性,仿真结果表明,双极型HHVDC输电系统能够很好地向受端无源网络供电,同时拥有较高的供电可靠性和稳定性。文章最后也指出,随着全控型电力电子器件的飞速发展,VSC控制策略的逐步成熟及造价的逐渐降低,双极型H-HVDC输电系统凭借自身诸多优点将成为以后电网新建和已有电网改造升级的可行方案。