云南电网与南方电网主网异步联网系统试验分析

与南方电网主网异步联网后,云南电网的稳定特性将发生明显的变化,频率稳定问题将成为主要的稳定问题。为了确保云南电网与南方电网主网异步联网实施后系统的安全运行,南方电网进行了云南电网异步联网系统试验,以检验云南电网一次调频、直流FLC、稳定控制系统、第三道防线等频率控制措施。介绍了云南电网异步联网系统试验项目(4月7—9日),分析了试验中出现的主要问题和现象,并进行了仿真计算和比较,结论表明直流FLC、稳控系统能够适应云南电网异步联网后的运行要求,但云南电网的水电机组PID参数、一次调频死区设置等有待进一步优化调整。     

异步联网后云南电网的稳定特性与控制措施

与主网异步联网后云南电网独立运行,系统容量小、抗扰动能力差的特性凸显,直流极闭锁后存在功角稳定及系统高频等稳定问题,大机组跳闸存在低频问题。对异步联网后云南电网的稳定特性尤其是频率稳定特性进行了分析,通过仿真对五种稳定控制措施组合的效果进行了对比分析和评估,最后提出了高频问题通过稳控切机+FLC配合解决,低频问题通过FLC减少直流功率或切负荷解决的控制方案。     

滇西北直流频率限制控制研究及工程应用

直流频率限制控制(frequency limit controller,FLC)是电网频率稳定控制的重要措施,在直流工程中被广泛使用,滇西北直流工程面临着云南电网与南方电网主网异步联网运行后频率稳定性风险增大、投产初期送端机组开机量不足等问题,FLC的配置至关重要。文中分析了南方电网现有直流工程中采用的两种FLC控制逻辑,通过仿真试验对两种控制逻辑响应结果进行了比较。对滇西北直流FLC配置、参数选取进行了说明,针对孤岛系统下机组跳闸、阀组闭锁等典型故障下FLC响应特性进行了仿真验证,仿真与现场的频率调制输出特性一致。     

直流频率限制器参数整定及协调控制

异步联网方式下,送端电网的频率稳定问题需要重点关注。在直流系统发生闭锁性故障后,采用直流频率限制器(frequency limit controller FLC)进行故障调频能够抑制送端电网出现的高频问题。文中介绍了直流频率限制器的结构原理以及参数整定方法,并针对直流频率限制器退出时可能发生的"二次动作"现象提出延时及比例参数切换的方法进行优化。最后针对多回直流频率限制器间的协调问题,提出基于直流频率限制器作用系数的控制策略。结果表明,文中设计的FLC能够对电网频率稳定实现有效控制多回直流FLC协调控制策略可以防止出现过调节现象。     

直流频率限制控制器参数多目标双层优化设计方法

异步联网方式下,送端电网转动惯量减小,频率问题突出,直流频率限制控制器(FLC)能有效改善送端电网频率特性。提出了一种直流FLC参数多目标双层优化设计方法。首先,分析了直流FLC参数对其频率调节特性的影响。在此基础上,考虑大功率阶跃扰动和连续小负荷扰动2种运行工况的特点,兼顾直流FLC的频率调节效果、动作特性以及对受端电网频率的影响程度多个目标,构建了直流FLC参数双层优化模型。然后,根据所建模型的特点采用进化算法分层递进求解优化问题,实现了对直流FLC参数的综合最优设计。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建了2区域4机直流异步互联电网模型。仿真结果验证了所提方法不仅能够保证直流FLC对送端电网频率的有效调节,还可改善直流FLC的动作特性,缓解直流FLC对受端电网频率造成的影响。     

基于RTDS的云南电网与南方电网主网异步联网运行控制特性分析

云南电网与南方电网主网异步联网后电网结构与特性将发生重大变化,频率问题将成为电网运行的主要风险。基于南方电网交直流并联实时仿真平台,搭建了云南电网和南方电网主网异步联网运行方式下的交直流仿真系统。考虑机组一次调频、直流频率限制控制器、安全稳定控制等频率控制手段,对异步联网后系统大扰动下云南电网的频率响应及直流控制响应进行了全面的仿真分析。通过与现场验证试验对比,优化机组调速系统与水轮机模型,提高了仿真系统对南方电网异步联网运行控制特性模拟的精度,为推进云南电网和南方电网主网异步联网工程提供了技术支持。     

直流闭锁故障对云南异步联网频率稳定影响研究

云南电网异步联网后,直流闭锁故障对电网频率稳定的影响将成为影响电网运行安全的主要因素。文章结合云南电网异步联网运行特性,通过电网典型运行方式分析了不同直流故障对电网频率稳定的影响,校核了电网安全防线的适应性,展现了云南异步联网后的频率稳定问题。     

高压直流输电频率限制动作特性研究

在传统的交流系统中频率控制主要由机组侧自动完成的一次调整过程,调度的AGC完成的二次调整。2016年云南电网成为我国第一个通过直流输电实现异部联网的省级电网,这给云南电网安稳控制带来不确定性的同时,也提供了一种新的频率控制手段——频率限制控制(Frequency limit control, FLC)。FLC功能是通过调节直流输电系统的有功来影响其接入的交流系统的频率,从而稳定交流系统的频率。以某直流输电工程为例详细分析了FLC的设计原则,实现逻辑以及控制器设计,通过仿真和实际试验结果,验证了FLC的动作正确性及达到的效果。     

多直流异步互联系统中频率限制器的控制策略优化设计

云南电网通过多回直流输电系统和南方电网东部主网异步联网运行,直流频率限制器(frequency limit controller,FLC)在送端系统频率控制中发挥重要作用。在楚穗直流单极闭锁试验中,暴露了FLC与一次调频动作不匹配、直流输电系统长时间处于过负荷运行状态的问题。针对此问题,建立FLC详细的数学模型,通过FLC动态调节过程的分析,阐明FLC不同模型的调节特征,以及与一次调频的协调配合关系。在此基础上,通过时域仿真法研究了FLC备用容量、死区设置对频率峰值和FLC调节量释放过程的影响,提出FLC调频策略的优化设计方案,并基于特征值灵敏度方法重新设计调速器参数,优化其动态性能。采用所提方案能够充分发挥FLC对频率峰值的抑制作用,同时与一次调频配合,保证其调节量的快速释放,实际运行结果验证了优化策略的有效性。     

异步联网后云南电网直流闭锁故障稳定特性及控制措施

与主网异步联网后,云南电网独立运行,其系统容量小、抗扰动能力差的特性凸显,直流极闭锁后存在功角稳定及频率稳定问题。对此,研究了异步联网后云南境内直流闭锁故障控制措施。因云南电网与主网异步联网后系统特性发生重大变化,原有直流闭锁故障控制措施不再适用。仿真分析在直流过负荷能力范围内利用直流调制及相应控制措施解决直流闭锁故障后的稳定问题,并对高频切机及直流过负荷能力适应性进行校核。     

异步联网方式下云南电网超低频振荡的抑制措施与试验

在云南异步联网验证性试验过程中,云南电网频率出现了长时间的超低频率振荡现象,威胁电网的安全稳定运行。在单机系统及BPA仿真系统下分析了水电机组调速器不同参数以及直流频率限制控制器对频率稳定性的影响,通过仿真计算提出了调整云南水电机组调速器死区、优化PI参数等措施,并比较了不同措施的特点。经过实际电网大、小扰动试验验证,本文所提措施可以有效解决异步后云南电网的超低频振荡问题。     

多直流互联异步电网中直流频率限制控制 的应用研究

基于直流频率限制控制(frequency limit control,FLC)提高频率稳定性机理,对比分析反向频差复归型和积分负反馈复归型FLC特点,介绍云南电网FLC典型应用情况并提出优化新东直流FLC参数,研究FLC功能异常因素并提出实际运行建议。主要结论如下:1) FLC能够在机组跳闸和直流启停情况下快速抑制频率波动,保障云南电网频率稳定;2)FLC不会导致换流变分接头频繁动作和交流滤波器频繁投切;3)新东直流FLC参数优化后能最大程度保证直流调制量;4)反向频差复归型FLC调制启动和输出复归快,调制效果优于积分负反馈复归型,建议广泛应用。     

纯清洁能源下水电高占比送端电网频率稳定协调控制策略研究

含大容量密集型直流的送端电网在实现纯清洁能源转型后,其转动惯量和有功调节能力将大幅下降,进一步加剧直流闭锁故障时的频率失稳风险。为保障水电高占比送端电网在纯清洁能源形态下的频率稳定性,提出一种统筹考虑虚拟惯量、需求响应、直流调制和稳控切机的多阶段协调控制策略。以规划的四川中长期目标网架为基础,分析了该电网在纯清洁能源形态下发生直流单极、双极、多极闭锁故障后的频率稳定特性,并通过BPA仿真验证了所提频率稳定协调控制措施的有效性。     

“两渡”直流投产对云南电网的影响

介绍云南电网多回直流同时运行的电网格局,电网变为“强直弱交”的特性,电网的稳定特性将发生较大的改变.分析多回直流故障对电网有何影响、及云南电网目前采取何种措施更好地适应这种电网结构、直流故障后电网调度如何快速有效进行调控、直流输电系统之间如何进行协调等问题.     

滇西北背靠背直流工程研究

滇西北地区小水电云集,距主网电气距离远,动态稳定问题突出。文章对直流背靠背工程在滇西电网应用的可行性进行初步研究,针对滇西北电网存在的问题,提出剑川直流背靠背方案,从动态稳定性、滇西水电外送能力、剑川直流背靠背故障对电网影响、投资回收年限等进行分析,结果表明剑川背靠背方案具有较好的技术经济性,可为云南电网的输电规划提供新的思路和依据。     

云南电网与南方电网主网异步联网系统方案研究

鲁西背靠背直流与观音岩直流工程是云南电网与南方电网主网异步联网的依托工程,分析了因两回直流逆变侧均为弱交流系统,且两回直流之间电气距离较近,存在交流故障导致直流不够稳定,以及无功小组容量偏小等问题。提出了加强交流系统、控制直流之间的电气距离、加装动态无功补偿装置、采用柔性直流与常规直流组合并利用柔性直流提供动态无功补偿等的综合解决方案,电磁暂态仿真证明了该综合方案的有效性。     

应对多馈入直流换相失败的综合防御研究

随着多馈入直流格局的形成,系统安全稳定控制难度也随之增大。发生严重交直流故障时,存在多直流同时换相失败使系统失去稳定的风险,因此避免直流换相失败和维持受端电压稳定,是目前多馈入直流受端系统控制措施需要解决的重要问题。研究了多馈入直流换相失败的电网特性和影响因素,从三道防线角度研究提出应对多馈入直流换相失败导致的电压失稳的控制策略。基于实际电网进行仿真验证,所提出的控制策略可降低多馈入直流换相失败风险、提高受端电网电压稳定水平。