分布式光伏电站接入低压配电网系统暂态电压稳定性研究

运用Matlab SPS建立了分布式光伏电站接入0.4 kV低压配电网的典型系统仿真模型。运用时域仿真法考察了光伏电站接入配电网的电缆线路在发生短路、闪络以及断线故障时对光伏电站出口母线暂态电压稳定性的影响。当电缆线路发生短路和断线故障时,光伏电站出口母线会发生电压幅值不断增大的电压失稳现象。而当电缆线路发生闪络故障时,投入重合闸可使光伏电站出口母线电压快速恢复。当光照强度发生大幅度突降时,光伏电站出口母线电压幅值会发生跌落,电压跌落程度主要取决于正常运行时光伏有功出力的大小。一般而言,当光伏出力为数十kW及以下时,光强突降并不会导致光伏电站出口母线电压发生失稳或崩溃。     

考虑配网电压暂态的大型光伏电站接入选点仿真研究

光伏系统与常规电源的发电特点不同,使得大型光伏电站与配电网互联的研究变得复杂和困难。本文基于PSCAD/EMTDC仿真平台,从光伏电站和配电网的特性出发,建立了含MPPT的实用光伏方阵仿真模型和含集中式光伏电站的配电网仿真模型,又以配电网中接入点母线电压暂态为考虑因素,就光伏电站接入电网的选点问题进行了仿真研究。仿真结果表明,光伏电站接入选点时配电网络的短路容量、负荷水平对配网电压暂态有较大的影响,而配电网络的R/X比和接入点母线电压等级对配网电压暂态的影响相对较小。     

基于PSASP的光伏并网系统建模与稳定性研究

在PSASP仿真环境下,开发了光伏并网发电系统中的光伏电池、MPPT控制器、蓄电池组、逆变器及DC-DC升压器的机电暂态模型,研究了光伏并网保护系统中的过/欠电压保护、过/欠频保护、过电流及短路电流保护、电压不平衡保护模型,应用这些模型建立了可用于电力系统稳定性分析的光伏电站仿真模型。最后,以接入光伏电站的某西部孤立电网为例,研究了光伏电源不同容量、不同功率因数接入方式对电网潮流的影响,以及故障扰动下的暂态稳定影响,验证了模型的正确性。     

大规模风光互补发电系统建模与运行特性研究

建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型,提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行的电力系统仿真计算验证了该模型的有效性及其功率波动特性和母线电压的暂态影响。仿真结果表明,该风光互补发电系统模型有效降低了输出功率波动,实现了风光系统低电压穿越,确保故障情况下风光系统不脱网运行以及电网安全稳定运行。     

大规模光伏发电接入对直流输电系统的影响研究

直流输电系统是实现高电压、大容量、远距离送电和区域电网互联的一个重要技术手段,对于大规模新能源发电的跨区域消纳具有重要的作用。以大规模光伏发电发电接入西北某电网为对象,建立光伏电站模型,分析光伏电站不同运行方式及电网扰动情况下对直流系统的影响,并提出为保证大规模光伏发电接入后直流系统稳定运行的措施与建议。     

大型太阳能并网发电模型及应用

大型太阳能光伏发电是解决电力供应的有效途径之一.由于光伏发电的不确定性,大规模光伏电源的接入将对电力系统的运行产生影响.目前,用于分析大型光伏系统对电网暂态稳定性影响的整体模型尚不成熟.在分析光伏系统各组成元件模型的基础上,给出了大型光伏并网发电系统的暂态模型;通过对光照变化、并网点电压变化2种情况下的响应进行仿真,验证了模型的有效性.分析了大型光伏电源并入某地区电网时对系统频率稳定、电压稳定和功角稳定的影响.所提出方法为含有光伏发电的电网提供了借鉴.     

基于ETAP的光伏并网潮流影响及优化分析

正随着光伏发电渗透率的增加,线路潮流和母线电压问题也越来越多,研究了光伏并网不同渗透率对母线电压和发电机出力等的影响。基于ETAP建立了某地区电网模型,应用ETAP软件对模型的潮流和优化潮流进行了仿真。潮流仿真结果显示,光伏接入点及附近母线电压随光伏发电出力的增加而增大;优化潮流仿真显示,接入点附近发电机出力和优化前后变压器分接头的变化量及整个电网损耗随着光伏发电出力的增加而减小。对于指导光伏发电接入电网的运行具有一定意义。     

计及发电单元故障特性差异的光伏电站短路电流计算模型

光伏电站占比持续增加使电网故障特性发生根本性改变,电网保护整定计算中电源仍采用电压源串联电抗的传统短路计算模型已不再适用,如何建立可刻画实际光伏电站故障特征的短路计算模型具有重要意义。为此,通过揭示场站内光伏发电单元故障行为特性差异规律,探明了主导发电单元短路电流贡献迥异的主导因素,提出了基于暂态运行控制模式差异性的发电单元分群方法,进一步推导给出了适用于对称与不对称故障的光伏电站统一短路电流计算模型。最终,结合实际光伏电站运行数据,对比分析短路电流模型理论计算结果与详细电磁暂态仿真试验结果,验证了所推导模型的正确性。研究结果能为含光伏电站电网保护整定计算提供模型支撑。     

山东500kV电网无功补偿计算分析

分析了近年来山东电网东部地区500kV变电站的母线电压在低限附近运行,对电网的安全、经济运行带来不利的影响。并定量分析了在高峰负荷下切除部分线路高抗,对500kV系统暂态稳定及500kV变电站电压增加的影响。     

大型光伏基地并网特性相关问题研究

对光伏电站各系统进行了模型化研究,对光伏并网发电系统进行了分析。应用PSASP及MATLAB仿真软件对大型光伏电站并网特性的相关问题进行了分析研究,着重分析了大型光伏电站并网后对电网潮流的影响,及在光照扰动或系统侧故障状态下,大型光伏基地的暂态稳定特性问题。     

大容量风电场接入后电网电压稳定性的计算分析与控制策略

由于风电场容量较大,并位于电网末端,可能会对电网的电压稳定性产生较大的影响。为保证风电场投入后的安全,按大干扰下风功率的转换特性及异步发电机的运行特性建立了风电场与相关电网的数学模型,计算了风电场与相关电网发生短路故障后的电压稳定性。通过数值仿真计算,揭示了风电场接入导致电网电压稳定性被破坏的机理,指出机组转速是影响风力机和异步发电机这两个能量转换器工作特性的关键参数,控制风电场内风机的速度增量是保持大容量风电场接入后电压稳定性的关键,靠近故障点的风电单元容量、故障点位置和故障持续时间是影响短路后电压稳定性的主要因素,并提出了大容量风电场接入后保证电网电压稳定性的策略与措施。     

柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施

随着柔性直流输电系统电压等级和输电容量不断提升,采用电压源型换流器的柔性直流输电技术在我国得到了大量应用,同时其对电网的影响也进一步增强。文中基于PSD-BPA机电暂态仿真软件中新开发的计及故障穿越策略的柔性直流控制系统,比较了不同直流接入方案下弱受端电网受扰恢复特性的差异。在此基础上,分析了柔性直流控制方式、直流传输功率大小以及故障穿越控制策略等因素对换流站动态有功和无功功率特性的影响。最后针对西藏弱受端电网电压稳定问题提出了优化方案,仿真结果表明优化柔性直流故障穿越控制关键参数可以改善弱受端电网故障后的恢复性能。     

大容量柔性直流输电系统接入对电网暂态稳定性影响分析

结合厦门柔性直流输电科技示范工程,分析大容量柔性直流输电系统接入对电网暂态稳定性影响机理,利用PSD-BPA暂态稳定仿真程序对大容量柔性直流输电系统接入电网后暂态稳定进行仿真分析。结果表明:柔性直流输电系统接入对交流电网单一故障暂态稳定影响不明显;柔性直流输送功率大小及短路比对暂态过程电压有影响。随着柔性直流输电系统向交流电网输送功率增大,电压稳定水平将提高,短路比越小,效果越明显。针对交直流混联电网安全稳定问题,提出相应的措施建议。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

典型并网光伏电站的等值建模研究及应用

在不同扰动情况下,光伏发电系统的暂态控制策略不同,即使对于同一故障扰动,由于光伏电站存在多种类型逆变器,其控制参数也不尽相同。为明确大规模光伏电站暂态特性,同时避免对每种逆变器都建立详细模型,需要建立扰动情况下的光伏电站等值模型。采用倍乘方法建立了光伏方阵群的等值模型以及光伏逆变器群的等值模型,通过采用青海省海西地区的并网光伏发电站的实测数据进行的仿真验证及误差分析,由仿真结果可知,所提出的光伏逆变器群的等值建模方法和数学模型是有效的。     

基于新型统一电能质量控制器的光伏电站故障穿越技术

近年来,光伏电站低电压穿越技术得到了快速发展,但受限于光伏并网系统电压检测速度影响,光伏电站故障穿越的快速性等问题亟需解决。文中提出一种适用于光伏电站故障穿越的的新型统一电能质量控制器(UPQC)接入结构及控制方法。该型UPQC能够在高电压故障时,通过补偿使光伏电站出口电压稳定在额定值,系统具备高电压穿越的能力,并兼有谐波补偿功能,有助于光伏电站快速响应电网电压波动情况,提升光伏电站故障穿越能力。UPQC可以配合光伏电站在低电压故障时输出无功功率,帮助光伏电站在指定的时间内发出电网需要的无功功率,并且能够在高电压故障时吸收电网无功功率,加速电网电压恢复过程,综合提升光伏电站穿越能力。最后,文中给出100 MW光伏电站运行仿真结果,验证了所提电力电子补偿系统的有效性和可行性。     

光伏电站并入农配网对地区电网的影响

光伏电站并入电网的容量不断提高,其接入农配电网带来的影响已不容忽视。为有效评估其影响,结合张家口北部地区农配电网特点,对IEEE14节点模型做出相应改进。以PSAT为仿真平台,建立相应改进系统和光伏电站模型,分析了光伏电站并入农配电网后对地区电网电压稳定和线损造成的影响。进行了2类典型负荷变化的时域仿真。仿真结果表明,并入农配电网的光伏电站,对提高局部农配电网的电压静暂态稳定性、减小线损等方面有一定促进作用。     

风电经柔性直流并网的暂态稳定性分析

风电经柔性直流并网获得业界的关注和认同,而处于电网末端的风电场通过柔性直流并网,改变了系统接线方式和运行特性,必然会影响系统暂态电压稳定性和频率稳定性。为此,在研究多端柔性直流模型及其控制策略的基础上,以南澳多端柔性直流输电系统为研究对象,电磁暂态仿真分析了换流站与风电场之间的相互影响和换流站故障对近区电网的影响。结果表明:(1)风电经柔性直流并网有助于改善系统稳定性;(2)多端柔性直流系统具有更高的运行灵活性,适合分布式发电多点接入。