线路故障引起电压暂降影响因素的研究

目前,电压暂降成为电能质量的主要问题。研究了线路故障引起的电压暂降的影响因素。建立了分析模型,给出了线路三相短路和单相接地短路的等效电路及公共连接点(PCC)处残余电压表达式。指出故障点距PCC电气距离越短,电压暂降深度越大;单相接地短路的电压暂降深度小于三相短路;故障馈线是否与敏感负荷处于同一母线对电压暂降的影响不同;过渡电阻的存在有利于电能质量。PSASP仿真结果验证了分析结论的正确性。     

基于严重区域的多PCC点暂降频次估计

提出一种基于严重区域概念的多PCC点的暂降频次估计方法。基于解析法分别确定电网中多个PCC点的暂降域,根据多个暂降域的交集对节点和线路进行严重区域分级;根据不同等级严重区域内节点和线路发生故障导致多个PCC点的暂降频次,以及每个节点和每条线路故障对总暂降频次的贡献度,对全网所有节点和线路进行严重程度排序。对IEEE-14节点系统仿真,验证了方法的正确性和适用性,并指出对于不同严重程度的线路应采取不同措施,以减少抑制暂降的花费。     

计及电压暂降和保护性能的配网可靠性算法

提出一种计及电压暂降和保护性能的配电网可靠性算法。运用蒙特卡洛法模拟故障的各种信息;采用故障电流补偿法计算系统故障后各节点电压;根据系统故障后线路保护的动作性能确定各负荷节点的电压暂降持续时间,从而进一步判断敏感负荷是否停运;将故障点法与临界距离法相结合,提出一种计算电压暂降域的方法。最后比较了计及电压暂降和保护性能前后的配电网可靠性指标变化。该算法采用的模型是RBTS测试系统的第6母线,运用上述算法计算了它的暂降域和可靠性指标。     

电压暂降指标理论计算方法

对电网电压暂降指标和电压暂降域建立理论计算方法,根据电网设备故障率结合电压暂降表的电压暂降指标提出了理论计算方法。基于电压暂降表确定暂降域范围,对暂降域边界线路采用线路逐段扫描方法确定暂降域边界线路临界位置的电压暂降域理论计算方法。该方法基于短路计算原理,物理意义明晰、计算速度快,可根据电网结构和参数计算出电网的电压暂降指标和电压暂降域。IEEE9算例计算了电网的电压暂降指标,验证了所提方法的可行性和有效性。     

一种电压暂降及电压凹陷域的计算方法

介绍了电压暂降分析的计算方法,主要分为两类:实测统计法和随机估计法,主要讨论了随机估计法的两种算法:故障点法和临界距离法;在此基础上提出将二者有机结合的算法,最后通过实验和仿真的方法说明了该算法不仅可以准确确定系统发生故障时各变电所、各母线的电压暂降;而且能够确定电压暂降凹陷域的范围,从而说明了该算法的可行性和准确性。     

基于蒙特卡洛和虚拟节点法的电压暂降正反分析

随着现代精密电气设备的广泛使用,电压暂降问题已成为电力部门日益关注的重点。传统对电压暂降的研究方法只局限于因故障而引起PCC点电压暂降的情况,或者根据PCC点的电压暂降设定阈值反推故障的位置。两者方法各有优缺点,将两种研究的思路整合起来,以IEEE30节点标准测试系统为模型,从正反两方向研究电压暂降的相关特性。正向研究基于蒙特卡洛法和PSCAD/EMTDC实现对电压暂降进行自动随机仿真计算,得到各敏感PCC点处电压暂降特征参数和电压暂降概率分布。反向研究利用虚拟节点法来建立PCC点在各种类型故障下的电压幅值和故障位置的关系式,设定电压的阈值反推出对应的故障位置,将所有故障位置连接起来得到相应的电压凹陷域。两种方法的结合,为电压暂降防控措施提供更多的理论依据。     

以用户满意度区间数为测度的电压暂降频次评估

以构建用户友好的电网为目标,提出一种基于用户满意度区间特性的电力系统电压暂降频次解析式评估方法。利用故障线路长度与电压暂降幅值的解析式关系,通过迭代法直接求出临界故障点,以此确定系统内相关母线上的用户不满意区域。该方法综合考虑了用户满意度区间特性和用户设备在电压可接受不确定区域内的分布规律,根据确定的用户不满意区域评估用户接入母线的电压暂降频次。对5节点系统和IEEE-30节点标准测试系统进行仿真,并与传统故障点法进行比较,仿真结果证明,该方法能有效确定用户接入母线的电压暂降频次,适应于任意结构的系统。基于用户满意度区间特性评估得到的电压暂降频次更符合客观实际,具有一定理论价值和工程应用前景。     

基于EMTDC配电馈线中电压暂降概率评估

电压暂降概率评估的结果可以用于判断电力系统网络结构是否合理。与电压质量监测相比,随机预估方法能够在短期内得到负荷处公共连接点的电压暂降特征量。在配电馈线系统中,三相不平衡负荷沿输电线分布,且负荷类型不尽相同。如何准确地评估配电馈线网络的电压暂降概率,关键是对馈线系统的模型和故障类型进行仿真。采取蒙特卡洛法(Monte-Carlo)模拟和电磁暂态仿真软件EMTDC相结合的评估方法对配电网系统进行评估,算法通过对蒙特卡洛法随机产生的各种故障形态进行仿真计算,最后分析统计得到公共连接点的电压暂降概率。     

不确定条件下计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估

线路保护的动作时限将直接影响电压暂降的重要指标之一——持续时间。针对线路发生故障的情况,对不同动作时限特性的线路保护装置对电压暂降幅值与持续时间的影响展开了研究。计算线路单端跳闸而故障未消除时的多级电压暂降幅值,并根据线路保护的动作特性和故障位置确定电压暂降幅值区间以及不同线路、相同电压暂降区间内的电压暂降持续时间。基于蒙特卡罗模拟法研究不确定条件下的故障信息概率模型,结合保护动作特性对电压暂降幅值及持续时间的影响提出了不确定条件下的计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估计算模型,同时考虑故障信息随机性及线路上不同保护类型动作特性对目标节点进行分析,给出包含电压暂降持续时间信息的年均预期电压暂降频次。标准IEEE 14节点系统的仿真结果证明了所提计算方法的正确性和有效性。     

考虑沿暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法

当前实际配电网线路沿线存在多种故障分布,但现有电压暂降随机预估方法仅单一考虑均匀故障分布。针对沿线不同故障分布特性,提出了考虑沿电压暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法。根据给定的电压暂降阈值,通过求解发生故障时系统线路的临界点,计算敏感负荷母线的电压暂降域。在确定的暂降域范围内分析边界线的分布情况,沿边界线分别采用三类常见线路故障分布（指数分布、正态分布与均匀分布）计算敏感负荷母线的电压暂降频次,并对预估结果进行对比。最后,以IEEE30节点标准测试系统为算例,验证了所提电压暂降随机预估方法的有效性。     

一种精确确定电压暂降凹陷域的算法

提出一种基于节点阻抗矩阵确定电压暂降凹陷域的算法,根据电压暂降幅值与传输线故障距离的解析关系式,计算得到各种短路故障情况下各电压限值对应的临界故障点.对任意给定网络参数的电力系统,可确定各种短路故障情况下不同电压限值对应的电压暂降凹陷域.并在此基础上考虑电压暂降持续时间、相位跳变等因素,对电压暂降凹陷域进行修正,从而更...     

多端柔性直流输电系统交流故障穿越仿真研究

针对多端柔性直流输电系统交流侧发生故障,直流系统与电网公共连接点电压也随之跌落的问题,文中提出了一种交流故障穿越技术来维持公共连接点电压稳定。根据公共连接点电压跌落程度增发相应的无功功率从而维持公共连接点的电压稳定,保证系统的有功功率传输。当公共连接点电压跌落程度较大时,增发的无功功率导致交流系统过电流,提出通过降低故障端的有功功率参考值,从而减小交流侧电流幅值,避免过电流的产生。同时,针对有功功率的减小将使系统的不平衡功率进一步增大导致直流电压发生较大波动的现象,通过定直流电压换流站根据直流电压的变化来消纳系统的不平衡功率,从而达到维持多端柔性直流输电系统直流电压稳定的目的。     

Analysis and performance evaluation of a distribution STATCOM forcompensating voltage fluctuations

Controller design of a STATCOM-based voltage compensator requires a valid analytical model of the system. If phasor algebra is used for modeling, it is difficult to accurately describe the STATCOM behavior during compensation of subcycle transients in the PCC voltage. In this paper, a small-signal model of the system, with a distribution line, is derived. Predictions based on frequency-domain analysis are made, which are validated by experimental results. This model, therefore, can be used for controller design where subcycle voltage transients are to be compensated. It is shown that the voltage controller, so designed, can accomplish voltage sag mitigation. A discussion on the design of DC bus voltage controller-and experimental results showing its performance-is also included     

考虑电压暂降非线性分布的配网故障区段定位

提出一种新的配网故障区段定位方法,根据电压暂降在线路呈非线性分布的特性,仅用单端测量采集到的电压暂降特征进行故障区段定位。对某配电网进行故障模拟分析,建立节点电压暂降数据库和电压暂分布函数降数据库,当实际短路故障发生时,将监测点采集的电压暂降与数据库中的电压暂降数据进行匹配,搜索出所有可能故障区段,计算故障点电压暂降与可能故障区段的电压暂降分布函数的离差,并认为离差最小对应的区段为最有可能故障区段。通过对一个11 kV典型配电网进行单相接地短路故障仿真,结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

Multiphase transmission line modeling for voltage sag estimation

This paper presents a novel approach for voltage sag indices calculation based on instantaneous voltage estimation. The estimation uses traditional state estimation where redundant measurements are available. The estimation is based on time domain state estimation which uses time domain modeling of the power network. The time domain current monitoring is used to have linear mapping and to achieve high performance of voltage sag estimation. The fault estimation procedure is prior of the voltage sag estimation. This paper shows a possible for fault instance detection, fault location identification and fault type estimation method that are required to estimate voltage sag for different line models utilizing residual analysis and topology error processing. Lumped parameter and distributed parameter transmission line modeling are developed to estimate instantaneous voltage at a three-phase power system in time domain. Magnitude and duration of voltage sag as main indices are calculated from the estimated instantaneous bus voltage. The performance of the novel approach is tested on IEEE 14 bus system and the results are shown.     

含双馈异步风力发电机组的配电网电压暂降研究

分布式发电快速发展,并为一些电力用户供电.与传统集中式大电网不同,分布式发电在用户侧或在地方电网直接向当地配电网供电.对含有分布式电源的配电网进行了研究,通过临界距离法计算了电压暂降幅值.在Matlab环境下对短路故障造成的配电网电压暂降进行了仿真,结果表明不同控制模式下的双馈异步风力发电机组不能有效抵制电压暂降,采用动态电压恢复器可以快速有效地裣电压暂降.     

不对称故障下考虑电压跌落程度的新能源逆变器控制策略

电网发生不对称故障会影响新能源并网系统可靠运行,严重情况下还会存在切机风险。针对上述问题,提出一种不对称故障下考虑电压跌落程度的电压支撑策略。首先根据逆变器在不对称故障下的输出特性,分析了对公共连接点(point of common coupling, PCC)电压的支撑原理。然后推导了任意不对称故障下PCC电压幅值的通式,进而分析了改变无功电流注入方式的临界点。最后在上述基础上,以逆变器输出电流峰值和已利用容量为约束条件,分别对3种典型的不对称故障进行了分析。确定了每种故障在不同电压跌落阶段的最优无功电流,并推导了各电压跌落阶段的电流参考值计算公式。仿真验证了所提控制策略的有效性与优越性。     

基于UPFC对微电网不平衡电压的治理

针对微电网公共连接点（PCC）三相电压不平衡的问题,本文提出一种在公共连接点接入统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC),通过向输电线路中注入负序电压来治理微电网PCC三相不平衡电压的控制策略。首先,分析了UPFC的工作原理。其次,提出了功率解耦控制方法,建立了UPFC在正、负序同步旋转坐标系下的换流器控制模型,分别设计了串、并联侧换流器的控制策略,实现输电线路中有功功率和无功功率的独立控制,同时,在微电网三相不平衡情况下,获得输电线路中的负序电压并进行补偿。最后,在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型,对提出的补偿控制策略进行了仿真分析。仿真结果证明：所提出的补偿控制能有效地治理输电线路的三相不平衡,实现微电网PCC的三相电压平衡。