满足电压暂降与故障位置均可观的监测装置二阶段配置

为获得系统内暂降水平和暂降原因等信息,以暂降可观测区域法和故障定位法为基础,提出一种满足全网电压暂降和导致暂降的故障位置均可观的监测装置二阶段配置法。基于暂降可观测区域法,确定第1阶段的配置方案,实现全网电压暂降可观。基于故障定位法,引入虚拟监测的概念,以短路计算和对称分量法确定的不同故障类型引起的母线三相电压幅值和相位信息,确定导致被监测暂降事件的故障位置,建立全网故障定位矩阵;通过在剩余母线中逐步增加监测装置,消除所有伪故障点,确定第2阶段的配置方案,实现全网故障位置可观。对IEEE-30节点系统进行仿真,验证了方法的正确性和适用性。     

基于直觉模糊集熵测度的电压暂降源定位方法

电压暂降源定位有助于故障检测、诊断以及制定缓和措施,也有利于区分暂降责任,协调缓解纠纷。目前,电压暂降源定位方法所采用的重要思路就是根据对于暂降源位置敏感的物理量来确定暂降源与测点的相对方向。这些方法需要通过逐点定向才能实现最终定位。以全网多个测点的正序电压为特征量,定义基于直觉模糊集的熵测度指标,计算与离线建立的线路故障特征集的熵值,基于熵值大小的比较,提出了一种电压暂降源定位的新思路。数字仿真算例结果表明,该方法能够有效地实现电压暂降源定位且与已往的方法相比较,具有更普遍的适用性,不论网络结构以及故障类型都能有效地判断暂降源位置。方法原理简单,易于编程实现,定位准确率更高。     

暂降源定位方法在新能源背景下的展望

国内外对暂降源定位方法的研究已趋于成熟,然而新能源广泛的发展对电力系统稳定运行增加了风险外,还影响着传统多测点定位方法的准确性。近年来对高渗透新能源电网暂降源定位法的研究分为三类:扩展阻抗测距法、配电开关监控终端(Feeder Terminal Unit,FTU)故障信息定位法、神经网络法。阐述这三类方法并分析其不足,随后提出基于新能源电源机理特性的新型定位法的研究思路,最后考虑如何优化电力系统规划和运行中存在的不确定因素。     

有源配电网故障场景下的电压暂降仿真与评估方法研究

针对含有分布式电源的配电网进行电压暂降仿真与评估问题,提出基于点估计法的电压暂降仿真与评估方法。首先建立故障信息模型,包括对故障线路率、故障点、故障类型、故障持续时间、故障阻抗等,以及分布式电源输出功率的随机模型,然后基于点估计法将随机概率密度问题转换为多个确定性问题。通过计算随机变量的期望、标准差、三阶中心矩,利用Cornish-Fisher级数来表示每个节点电压暂降的概率密度函数,以及计算电压暂降指标SARFI,发现网络的薄弱环节。通过对含两个不同类型分布式电源的IEEE13-bus和IEEE 33-bus系统的测试,并与Monte Carlo法进行对比,证明了算法的有效性。通过对不同类型风机模型的应用,证实了该文提出算法的可行性和高效性。     

基于正序电流故障分量相位比较的电压暂降扰动源分界

准确判断电压暂降扰动源的相对位置,对界定供用电双方责任以及制定治理措施提高供电质量具有重要意义。文中提出了基于正序电流故障分量相位比较原理的配电网电压暂降扰动源分界方法。通过建立不同位置发生不同类型故障时的正序故障分量等值网络,分析变电站内所有进出线的正序电流故障分量相位分布与故障位置间的关联关系,进而构建基于正序电流故障分量相位比较的电压暂降扰动源分界判据及其动作边界。该方法进行电压暂降扰动源分界时仅利用站端进出线的电流信息,测量信息获取方便,具有很好的工程应用前景。基于PSCAD建模仿真,验证了短路故障、相位跳变以及负荷扰动情况下,文中所提电压暂降扰动源分界方法效果较佳。     

分布式电源对配电网暂态电压特性影响分析

为对分布式电源接入引起的配电网暂态电压特性进行分析和研究,本文构建了风力发电、光伏发电、燃料电池、蓄电池等电源模型和IEEE33节点系统中压配网仿真模型,并就不同故障情况下,分布式电源类型及容量、渗透率、微源接入位置发生变化等对配电网暂态电压特性的影响进行了分析,并提出了暂态响应恢复率和相对电压提升率两大指标,来对暂态电压水平和暂态电压恢复速度进行量化。仿真结果表明:分布式电源的接入可以显著提升配网暂态电压水平,并且受接入位置的影响;渗透率的增加会使暂态电压恢复时间延长,并伴随有明显的震荡。     

电压暂降可观约束下的定位监测点多目标 优化配置

为有效监测电压暂降以及准确定位扰动源位置,提出了可观约束下的电压暂降定位监测点的多目标优化配置方法。基于测点间正序电压变化量的相关性,定义了暂降特征模式,通过寻找最优匹配模式进行故障定位,同时定义不确定区域指数作为测点集的定位准确性指标。以全网电压暂降可观为约束条件,以监测点数量最少和不确定区域指数最小为目标函数,建立监测点多目标优化模型。采用多目标离散粒子群算法求解模型,得到非劣解集。通过IEEE 39和IEEE 118节点系统验证了该方法的可行性和有效性。     

基于μPMU和二分搜索法的辐射状配电网电压暂降源定位

快速准确地定位电压暂降源,对提高供电可靠性和明确供需双方责任具有重要意义。文中提出一种基于微型同步相量测量装置(micro-phasor measurement unit,μPMU)和二分搜索法的辐射状配电网电压暂降源精确定位方法,首先利用装设μPMU的分层电路求解暂降源电流,在各分层电路分别假设暂降源电流注入各母线节点,进而计算末端母线虚拟电压变化量,并与实测的末端母线电压变化量求误差,根据误差大小确定暂降源邻近母线。然后在暂降源邻近母线相邻区段的中点设置虚拟母线,利用二分搜索法快速缩小定位区间,实现暂降源的精确定位。最后在MATLAB中利用IEEE 33节点模型对文中方法进行验证,结果表明该方法对辐射状配电网中不同位置、不同类型的电压暂降源定位精度高,且具有一定的抗干扰能力。     

电网电压不对称暂降下考虑Chopper动作的双馈风机转子电流分析

针对电网电压不对称暂降下双馈感应发电机直流侧卸荷Chopper电路的投入,分析了其动作后双馈感应发电机的转子三相不对称电流,双馈感应发电机在机端电压不对称故障时表现出极为复杂的电磁暂态特性。首先建立了正反向旋转坐标系下双馈感应发电机的正序、负序模型,然后基于序分量叠加法把不对称故障时复杂电磁暂态过程中出现的暂态量等效分解为正序、负序和自由分量,推导了不对称故障下Chopper投入后转子暂态短路电流精确解析表达式。利用Matlab/Simulink仿真软件对所提方法进行验证,仿真结果验证了机端电压不对称跌落过程中双馈感应发电机转子不对称短路电流变化特性。     

配电网中电压暂降源定位方法比较

电压暂降已经成为最受关注的电能质量问题之一.电压暂降源位置的确定对暂降故障检测、诊断及制订缓和措施十分必要,同时有利于区分暂降责任,协调缓解纠纷.对现有的基于无功功率变化、基于系统参量斜率、基于实部电流分量和基于距离阻抗继电器四种电压暂降源的定位方法进行了原理分析和仿真比较,对其进行了分类并讨论了各自特点,证实了基于距...     

用于DFIG风电场接入电网的固态变压器控制策略

固态变压器(SST)作为解决DFIG风电场接入电网所存在问题的一种新的接入方式,得到了越来越多的关注。通过对电网故障情况下DFIG定、转子电压、电流过渡过程机理的分析,提出了通过控制SST风场侧换流器电压的下降和故障切除时电压上升的斜率,来抑制电网故障过程中因电网电压突变而使双馈发电机的电压、电流以及转矩产生的冲击。分析了通过SST控制风场侧电压下降斜率与能量传递、SST直流链等效电容容值的关系,同时也分析了电网故障过程中,风场侧电压与电网电压跌落的关系。最后建立了双馈风力发电机、SST及其控制系统的模型,并针对电网三相短路故障进行了仿真计算,进一步验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

对称电压暂降情况下含无功补偿功能的虚拟同步发电机控制策略

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制思想是通过模拟传统的同步发电机的输出特性来提升分布式电源(Distributed Generation,DG)对电网的友好性。但是,传统的VSG不具备在电网故障情况下抑制故障电流的能力,同时也无法提供无功支撑。文中针对该问题,建立VSG模型,分析电网电压对称暂降过程中的VSG的行为。提出了一种适用于电压暂降故障的含有无功补偿功能的VSG控制策略,能够保证故障期间VSG输出不过流,故障瞬间和故障清除瞬间无暂态电流冲击并输出最大无功功率。并给出了限流控制方法的原理分析和具体参数整定原则。最后通过仿真验证了所提的控制策略的正确性和可行性。     

基于改进故障点法的电压凹陷评估

针对传统故障点法选取故障点带有盲目性的问题,提出了基于解析式的改进故障点法。算法考虑了电网传输线上的故障分布和故障类型,并根据电压凹陷深度和故障距离的关系曲线对传输线分区,将每个区间作为一个故障点,因此在每条传输线上只要设置较少数量的故障点,通过每个故障点的故障概率分布评估不同电压凹陷深度区间的凹陷频次。并由电压凹陷深度和故障距离的曲线确定不同电压限值的临界点,进而确定电网的凹陷域。提出的改进故障点法用于评估IEEE 30节点标准测试系统的电压凹陷频次,验证了该方法的正确性和实用性。所提方法适用于任何规模电网发生对称故障和不对称故障时的电压凹陷频次评估。     

风电场接入新疆某地区电网暂态电压稳定性研究

基于电网网络特性和三相短路故障等因素,通过对普通异步风力发电机和双馈风力发电机风电场接入新疆某地区电网的仿真计算,得出了风电场暂态电压极限功率,分析了系统的暂态电压稳定性。根据仿真结果可以得出,短路容量大的系统暂态电压稳定性越强;双馈风力发电机组能够通过转子变频器进行无功电压调节控制,所以在三相短路故障时其暂态电压稳定性比普通异步风力发电机组更稳定。     

复杂电网多重故障条件下的电压暂降分析

针对复杂电网发生多重故障时的电压暂降问题,提出一种新的分析方法。该方法将所有故障点视为虚拟节点并引入多重故障点位置参数。通过计算虚拟节点与非故障节点、虚拟节点之间的互阻抗和自阻抗,将节点阻抗方程进行扩展。结合各故障点的故障边界条件计算得到各故障电流相量,进而推导出电网中任意节点故障电压相量关于多重故障位置参数的函数,最后结合阀值电压进行电压暂降分析。在标准IEEE 30节点系统中验证所提出的电压暂降分析方法的有效性。     

含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。     

省级电网电压暂降评估与工业用户潜在供电点优选

针对省级电网大多节点缺乏电压暂降实测数据和评估结果,从而造成工业用户入网缺乏依据的问题,提出了仿真计算省级电网节点电压暂降指标以及优选工业用户潜在供电点的方法.为了更准确地评估节点电压暂降水平,提出了省级电网的仿真计算范围,并考虑了因仿真范围扩大而凸显的不同电压等级线路的故障率和故障类型比例的差异性;考虑10 kV电压等级线路故障,扩展电网调度部门10 kV电压等级线路的BPA模型数据,并实现自动调用BPA并行仿真计算得到电网侧的节点暂降指标;引入暂降关联成本的概念,综合考虑电网侧暂降指标、用户侧负荷暂降耐受力、暂降经济损失以及专线架设费用等因素,优选潜在供电点;通过对某省电网进行实例分析,验证了所提方法能有效避免电压暂降过评估或欠评估问题,为工业用户优选潜在供电点提供参考.     

含大规模双馈机组的电力系统暂态稳定性研究

对双馈风机的动力学模型和发电机模型进行了详细的介绍,引出双馈风场的等值模型。重点分析了双馈风机的动态特性,结果表明暂态期间双馈风机脱网会引起系统有功缺失,不利于系统暂态稳定。最后在DIgSILENT软件中,基于10机39节点系统对比分析了利用风机等值替换同步发电机出力和系统不合风电两种情况下严重故障时的动态特性,得出不具LVRT的风电接入不利于系统稳定性的结论,且风电接入比例越高,系统稳定性越差。     

电压不对称骤升下DFIG暂态特性及无功协调控制

针对双馈感应风力发电机(DFIG)电网电压不对称骤升故障,传统的研究大多集中于定子磁链暂态特性的分析,忽略了故障时间对DFIG的影响。以单相和两相不对称骤升故障为例,详细分析了DFIG在不同故障发生时刻的定子磁链暂态特性,并推导出对应的定子磁链和转子电压表达式。此外,DFIG一般运行在单位功率因数下,这忽略了其自身RSC和GSC的无功协调能力。针对这一问题,提出了DFIG无功协调控制方案,以此帮助风电系统实现穿越故障。仿真结果验证了暂态特性推导的正确性以及RSC和GSC无功协调控制方案的有效性,所提控制策略有效抑制了并网点电压的骤升,同时满足了系统无功支撑的需求。     

直流闭锁故障下风电并网功率和直流输送功率的耦合关系分析

中国一次能源和负荷成逆向分布,新能源基地集群通过特高压直流群外送,新能源高占比电网中风电和直流耦合关系复杂。首先,建立电网分析模型,研究风电和直流在电网频率、电压方面的耦合关系。其次,根据最大频率偏差耐受能力,计算风电和直流在频率方面的耦合关系。再次,根据直流闭锁故障后风电暂态过电压总脱网量约束,推导风电并网点的暂态压升,计算暂态压升和脱网量的关系,得到直流和风电在暂态过电压方面的耦合关系。理论计算结果表明：风电和直流呈负相关性。根据2020年西北电网青豫直流和近区风电并网功率的仿真结果,验证了理论推导的正确性。