惯性时间常数对互联系统暂态稳定性影响的仿真研究

通过对单机无穷大系统和等值两机系统进行数学推导,得出系统惯量的变化与互联系统暂态稳定水平的关系;应用EUROSTAG进行时域仿真,在IEEE-39系统中分别验证了受端与送端系统转动惯量对弱互联电网暂态稳定性的影响.系统惯量越大,系统相对角变化速度越慢,在大区弱互联系统中,送端系统与受端系统间相对角变化速度不一致.因此,当送端系统惯量增加时,提高了系统暂态稳定水平;受端系统惯量增加时,降低了系统暂态稳定水平.     

区域互联多回直流换相失败对送端系统的影响

为增强直流互联大系统运行特性认识水平,针对区域电网间多回互联直流同时换相失败展开研究。分析其成因;摸索其发生后送端系统频率、电压的变化特性;剖析其对送端系统的影响范围和程度。研究结论是:虽然区域互联多回直流换相失败往往不可避免,但是直流功率由于换相失败和控制系统的作用突变时,送端近区机组出力在各种因素的作用下紧跟着变化,送端近区显现出功率相对平衡的暂态特性。多回直流同时换相失败对送端系统的影响仅局限在近区较小范围内,不会影响大系统稳定运行。     

远距离输电断面暂态稳定极限的影响因素分析

对影响远距离输电断面暂态稳定极限的各种因素进行了分析,包括:计算稳定极限时的系统初始工况、受端系统的负荷水平以及受端系统与其他系统互联。采用两机等值系统模型对初始工况及负荷水平变化对稳定极限的影响进行分析。对于受端系统与其他系统互联的影响,稳定分析采用了多机系统的单机等面积稳定判据。理论分析和算例验证表明,受端电网负荷水平提高,稳定极限上升,而受端与其他电网互联会引起稳定极限下降。     

功角失稳与暂态过电压并存型锡盟交直流弱送端系统特性分析

目前我国电网呈现出大容量直流和高比例新能源集中接入的特点,直流和新能源扰动冲击给电网运行带来深刻影响,亟需开展深入研究。文中旨在研究功角失稳与暂态过电压并存型弱送端系统的特性,首先分析了不考虑风电接入的功角稳定特性,研究了交直流功率分配对功角稳定水平的影响;然后分析了考虑风电接入的功角稳定特性,研究了风火出力分配对功角稳定水平的影响;接着分析了考虑风电接入的暂态过电压特性,研究了风火出力分配对暂态电压峰值的影响;最后分析了功角稳定和暂态过电压的交互影响特性,以及两者对送端系统外送能力的综合影响。通过锡盟交直流弱送端系统实际算例进行了仿真验证,研究成果可为新形势下大电网安全稳定运行提供技术参考。     

风火打捆交直流外送系统功角暂态稳定研究

风火打捆交直流外送是未来千万千瓦级风电能源基地电力外送的重要方式之一,亟需掌握风火打捆交直流外送系统的稳定特性及其机理。文章分析了不同风电比例和不同直流控制方式下系统的暂态功角稳定特性,探讨了风电、火电和直流系统间的交互作用,并基于扩展等面积(extended equal-area criterion,EEAC)理论分析了送受端机组惯量对系统功角暂态稳定性的影响机理。结果表明：在受端电网为无穷大系统的场景下,系统暂态功角稳定性随风电比例增加而改善;在送受端机组惯量可比场景下,存在最优风电与火电配置比例,使得系统暂态功角稳定性最好。     

可控惯量光储互联系统的稳定性分析与区域协同控制

利用混合储能装置扩展惯量来源能够有效改善光储互联系统的频率稳定,但多机惯量调整将影响系统的暂态稳定。为解决可控惯量带来的系统暂态稳定问题,首先推导了光储互联系统的等值数学模型,分析两区域虚拟惯量对系统功角首摆的影响。其次,通过建立互联系统的小信号模型,观察系统特征根随两区域惯量系数的变化,分析了可控惯量对系统阻尼特性的影响,并提出一种基于光储互联系统的区域协同控制策略。最后,利用MATLAB/Simulink对高光伏渗透率互联系统进行仿真分析。结果表明:所提控制策略不仅能够抑制系统频率突变,改善系统频率稳定,还能兼顾系统的阻尼与功角稳定,体现出更加友好的并网特性。     

机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性

随着能源转型的推进,风电及光伏发电大规模入网引起的电力系统惯量水平降低对暂态功角稳定性的影响成为业界关注的热点。从电网送、受端的视角来界别机组惯量对暂态功角稳定性的定性影响,并不符合问题的本质。文中基于扩展等面积准则(EEAC),分析互补两群等值惯量的变化对主导映象系统暂态稳定裕度的影响。由于故障场景对两群映象系统暂态潮流的不同影响,以及上述两种影响的交互作用,造成机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性。通过对两机哈密顿系统的解析分析及数值仿真,讨论了其规律。     

风电场虚拟惯性对互联系统功角暂态稳定影响分析

附加虚拟惯性的风电机组并网后,整个系统的暂态稳定水平因惯性时间常数可控而发生改变。通过对双馈风机并入后的等值两区域系统模型进行数学推导,针对不同运行方式下,分析变速风电机组的虚拟惯性时间常数对互联系统功角暂态稳定水平的影响,分别阐述在功角不同摆动方向下,两端风电机组虚拟惯量与等值两区域系统功角暂态稳定的影响关系。最后,对高风电渗透率的等值两区域互联系统进行仿真分析。为大规模风电场接入后电力系统暂态稳定控制提供方向。     

溪洛渡、向家坝水电站纯直流输电方案研究

对金沙江一期工程溪洛渡、向家坝水电站采用纯直流输电方案可能出现的重大技术问题进行了研究。叙述了两个方面的研究内容 :交流系统故障时交直流系统间的相互作用特性 ,重点是受端系统 (华东系统和华中系统 )发生交流故障时的系统暂态稳定性 ,以及送端系统发生交流故障时的暂态稳定性 ;各条直流线路发生故障时的交直流系统相互作用特性 ,重点是受端系统的暂态稳定性和送端系统应采取的控制措施     

系统惯性时间常数对互联电网暂态稳定水平的影响

由于区域电网的互联,整个系统的惯性时间常数将会发生明显变化,继而会影响整网的暂态稳定水平。基于暂态能量函数法,通过对等值2机系统进行数学推导并作暂态稳定分析,研究了系统在各种运行方式下,2端机组惯量变化对电力系统暂态稳定水平产生的影响,比较了两端机组惯量变化分别对系统暂态稳定性的影响,并发现了系统机组惯性时间常数对系统暂态稳定水平造成的影响与系统的负荷水平及初始工况有关。在理论分析的基础上,结合相关算例在各种运行方式下进行了仿真研究,仿真结果验证了分析结果的正确性。     

直流闭锁后切机与直流紧急功率支援的对比分析

针对直流闭锁将给送端系统造成很大冲击,很可能导致送端互联系统失稳的问题,通过分析直流闭锁后送端互联系统失稳机理,并在此基础上对比分析切机与直流紧急功率支援改善送端互联系统暂态稳定性的实质与区别,又从抑制联络线功率波动峰值的角度对比分析了二者的区别,并搭建测试算例进行了验证。分析结果表明;切机和直流紧急功率支援都能改善送端互联系统的暂态稳定,但直流紧急功率支援要优于切机。     

双馈风机等效惯量控制比例系数对系统功角首摆稳定的影响机理分析

随着具备惯量调节能力的双馈风力发电机组大规模接入电网，电网的功角稳定特性变得更加复杂。该文以双馈风机（DFIG）接入两区域互联电网为研究背景，首先推导两区域惯性中心等效模型，分析DFIG直接接入电网时虚拟惯量对两区域惯性中心转子运动方程的影响；然后从系统暂态能量的角度出发，研究系统发生三相短路故障及负荷突增时，系统功角摆动方向不同、两区域互联系统DFIG等效惯量控制环节比例系数不同对系统加速及减速过程中暂态能量的影响，进而研究其对系统功角首摆稳定的影响机理；最后通过系统功角首摆最大偏移量对系统功角首摆稳定性进行评估，并在PSASP仿真软件中搭建两区域系统仿真模型，验证所提理论的正确性。     

区域电网内弱联机群摆动对互联系统功角稳定性的影响

基于三机等值系统,从区域内部发电机群摆动对等值电势的影响入手,探讨研究大互联电网暂态稳定新特征。分析表明,扰动后区域内部机群会相互摆动,导致等效电势幅值变动,使互联系统功率特性产生变化,从而影响到系统暂态稳定能力。其中,当区域内功角超前机群受扰严重时,互联系统更容易发生功角稳定问题。因此在研究大互联系统暂态稳定性问题时,并不能简单地用故障期间冲击能量衡量系统暂态稳定受扰严重程度,还需分析区域机群相互摆动给系统暂态稳定所带来的影响。     

风电比例对风火打捆外送系统功角暂态稳定性影响

目前风火打捆交直流混联外送系统作为一种新型输电方式,其稳定特性研究值得重视。文中基于扩展等面积准则(EEAC),研究了风电比例对风火打捆交直流混联外送系统的功角暂态稳定性的影响。将风电场机械功率和注入电网功率等值为临界群机械功率的增量,推导出系统功角加速度随风电比例变化时的函数,提出该函数为凸函数时应满足的条件。若余下群相对临界群等值惯量为无穷大时,两者相对功角首摆稳定性随风电比例增加而提高;反之,则随风电比例增加先提高后降低。仿真结果表明了文中分析的正确性。     

500kV淮宿变电站投运对安徽电网暂态稳定性的影响

根据安徽电网的仿真,发现500kV淮宿变电站投运虽增强了皖北机群之间的联系,但在机群之间的某一内部联络线故障时造成系统暂态功角稳定水平降低;而在机群之外发生故障时则这种电源互联有助于提高系统的暂态功角稳定性.运用等面积法则和扩展等面积法则对这一现象进行了分析,指出在电网的规划和设计中应该充分考虑送端电源之间的联接,以避免因送端电源之间的联系过于紧密而造成电网暂态稳定水平下降.     

直流换相失败及恢复过程暂态无功特性及控制参数影响

直流换相失败过程中与送受端系统交换的无功功率大幅变化,表现为对系统不利的"无功冲击负荷"特性,亟需对直流换相失败过程中的送受端暂态无功特性开展深入研究。为此,首先给出了直流稳态运行和暂态过程中的送受端无功方程,然后分别分析了换相失败期间和恢复过程中直流送端和受端的暂态无功特性,最后在此基础上研究了直流控制系统参数对暂态无功特性的影响,并通过直流等值系统算例进行了验证。研究结果表明,换相失败期间,直流从受端系统吸收一定的无功功率,同时对送端系统先吸收大量的无功功率、再发出大量的无功功率;换相失败恢复过程中,直流对受端系统通常先发出大量的无功功率、再吸收一定的无功功率,同时从送端系统吸收一定的无功功率。通过优化直流低压限流环节、换相失败预测、电流控制器等重要控制参数,可以减小换相失败过程中直流与送受端系统交换的最大无功功率。     

大电源接入系统方式的比较

未来在我国的西南和西北地区将出现一些大型甚至巨型电站,这些大型电源以何种方式接入系统,以及接入系统应遵循的相关原则,则是必须研究解决的问题。首先从机制上对几种大电源接入交流系统方式的暂态稳定性进行了详细的分析和比较;然后对大型算例系统进行了详尽的暂态稳定仿真;最终得出了一些有用的结论:一般情况下,打捆送电方式有利于提高送出系统的稳定性;如果有助于显著增加领前群的惯量,则与送端系统相联的方式也有助于提高送电系统的稳定性,但仍要结合具体系统进行分析。     

电网交流互联对电网暂态稳定性的影响

华北电力设计院和东北电力设计辽帮的《东北、华北电网联网工程系统专题设计》报告中指出,华北、东北电网交流互联后各自电网中一些线路或断面的记稳定极限值下降幅度输送在。这一现象引起了有关部门及从事电力系统分析工作人员的关注。针对这一现象,从暂态稳定和比对计算两个方面进行了分析,并指出受端系统惯量显增大是产生这一现象的主要原因,同时还指出了在电力系统暂态稳定工作中,系统等值和网格化简时对一些小容量机组的     

含双馈风机接入的电力系统送端暂态稳定性研究

针对高渗透率风电接入送端系统,基于静止无功补偿器的风机等值阻抗模型,研究双馈风机在接入不同容量比例、不同位置、不同接入方式下对系统送端功角稳定性的影响。推导了单端送电系统同步机电磁功率特性;修正了同步机的功角曲线,利用等面积定则得出系统故障时加速面积和减速面积的变化,以及使用新型等效模型在不同因素下对系统暂态稳定性的影响。最后通过仿真软件验证理论分析的正确性。结果表明,风机等容量替换同步机有利于系统暂态稳定,风电直接接入不利于系统暂态稳定,风机接入位置越靠近系统侧越稳定。新型等效模型增强了系统暂态稳定性。     

大规模风电接入对系统功角稳定性影响的研究

针对大规模风电接入送端系统的情况,从理论上提出了一种考虑风电的系统暂态功角稳定分析方法,利用阻抗模型简化风机,将正常故障下风机有功、无功信息揉入系统导纳矩阵中,进一步量化分析风电接入后系统同步机转子运动变化,表明替换工况下风电接入后对等值系统同步机机械功率、电磁功率都有影响。最后通过多机小系统理论计算和仿真验证,得出在送端风电比例增加过程中,前期暂态加速面积变化为主导,后期减速面积为主导,从而影响系统功角稳定特性。