全数字实时仿真装置与直流输电控制保护装置的闭环仿真试验及分析

介绍了电力系统全数字实时仿真装置(advanced digital power system simulator,ADPSS)与葛洲坝—上海直流输电工程控制保护装置的闭环仿真试验过程及分析结果。简化系统的试验结果表明,采用ADPSS进行闭环仿真试验的结果与动模试验结果一致,准确可信。另对葛洲坝—上海直流输电工程大系统做了一些具体试验分析,体现了采用ADPSS进行控制保护装置闭环仿真试验的优越性,证明ADPSS不仅可用于控制保护装置本身的行为特性研究和功能、性能测试,也可用于研究装置控制保护策略与大电网动态特性的相互作用。     

500 kV线路微机保护仿真培训系统的开发

为使继电保护工作人员在短时间内熟悉新型线路保护装置的使用及调试,设计了基于定值比较法的500 kV线路保护仿真培训系统。提出面向实际装置的思想,从装置的内部功能和外部特征两个方面完整地表达实际的装置,实现了线路保护装置的电力系统动态模拟试验仿真及保护调试仿真。应用测试表明,该系统具有很高的逼真度,对于不同的故障,线路保护仿真装置能正确动作。     

500 kV线路微机保护仿真培训系统的开发

为使继电保护工作人员在短时间内熟悉新型线路保护装置的使用及调试,设计了基于定值比较法的500 kV线路保护仿真培训系统.提出面向实际装置的思想,从装置的内部功能和外部特征两个方面完整地表达实际的装置,实现了线路保护装置的电力系统动态模拟试验仿真及保护调试仿真.应用测试表明,该系统具有很高的逼真度,对于不同的故障,线路保护仿真装置能正确动作.     

适用于动模仿真试验的虚拟线路保护逻辑设计

电力系统控制与保护装置在动模试验环节中需要线路保护装置进行配合时,在实时仿真系统中搭建虚拟线路保护进行配合试验,具有良好的灵活性和经济性。根据实时仿真系统中线路故障触发原理,设计了具备分相跳闸、重合闸及重合于故障后跳闸功能的虚拟线路保护逻辑。该保护逻辑配置灵活,操作简单,可以满足串补装置联跳线路功能验证的试验需求。搭建串补装置半实物仿真试验系统并进行试验验证,结果表明,所设计的虚拟线路保护逻辑是有效、可行的。     

开关试验对电力系统的影响及其仿真

分析了开关试验站的工作原理和开关试验对电网的影响,建立了2013年华中电网机电暂态仿真模型和开关试验站电磁暂态仿真模型,利用电力系统全数字实时仿真装置（advanced digital power system simulator,ADPSS）进行机电-电磁混合仿真。由仿真结果可知,应禁止进行造成母线瞬时电压下降值大于15％母线额定电压的试验项目;开关网络试验项目不会造成邻近系统线路保护、母线保护、主变保护、电容器保护动作,但建议在保证灵敏度的前提下,适当提高母线差动保护和失灵保护的负序电压定值;各类开关试验项目均不会造成机组强励磁动作。     

230kV北部电网工程系统保护设计

针对老挝230kV变电站线路保护、母线保护、断路器保护等系统保护的配置方案进行分析及总结,以供今后类似工程参考。本工程系统保护设备采用了通过老挝国家电力公司入网测试,并取得入网证书的中国国内厂家生产的设备,线路保护装置为主后一体化的保护装置,光纤电流差动保护集成了重合闸、失灵保护功能,短引线保护功能集成于双套线路保护装置中,简化了断路器保护装置功能配置。     

±660kV直流输电系统故障对系统稳定性的影响

为验证宁夏电网±660 kV直流输电系统双极闭锁后安稳装置控制策略的正确性及安稳装置切机后对系统稳定性的影响,采用电力系统全数字实时仿真系统(Advanced DigitalPower System Simulator,ADPSS)进行故障仿真,仿真过程中,安稳装置动作可靠,系统保持稳定运行。仿真结果表明:安稳装置动作后,直流系统附近各线路电压在短暂波动后均恢复平稳,线路无过载现象。     

过负荷状态下保护与稳定控制协调策略

“三道防线”中的继电保护与稳定控制之间缺乏协调配合为电网安全运行埋下隐患,为了协调二者之间的动作行为,从三方面进行了研究：改进了距离保护的动作特性,通过调整动作区和增加不平衡辅助判据提高了距离保护的耐过负荷能力;改进线路保护过负荷判据,利用线路温度替代电流来衡量线路的过负荷程度,利用线路热惯性延长过负荷下保护的动作时间,为安稳装置采取措施提供时间;提出了一种过负荷下继电保护与稳定控制的协调策略,通过设置区域保护实现继电保护与稳定控制之间的信息交换,及时采取控制措施,可以有效防止事故扩大,保证系统安全稳定运行。ADPSS仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。     

220kV贺金线输电线路保护动作分析

220 kV贺金线长161.38 km,为长距离输电线路。采用的CSL-101B输电数字式高压线路保护装置运行中保护范围内发生6次故障,其中3次主保护高频保护正确动作,3次主保护高频保护拒动。利用RTDS实时数字模拟系统搭建数模试验模型,对220 kV贺金线CSL-101B高频保护进行数模试验,分析认为金贺线线路分布电容较大,系统投入多组高压和低压并联电抗器,故障时产生较大的谐波分量,而CSL-101B保护装置滤波能力相对较弱,当谐波分量较大时,先投入的高频距离保护判断为反方向,进入功率倒向逻辑,保护延时停信,由于2套保护中的差动保护动作快,因此CSL-101B高频保护延时118 ms,来不及动作,其他保护功能可正确动作,建议对该保护装置进行更换。     

超导磁储能装置对输电线路多边形特性距离保护的影响分析

超导磁储能(SMES)装置响应速度快,能够对有功、无功进行独立控制,在电力系统中将得到越来越广泛的应用。SMES并入系统后的充放电过程会与电网双向交换功率,可能会对输电线路的继电保护产生影响,造成保护装置的不正确动作。在建立SMES电磁暂态仿真模型的基础上,在PSCAD环境下研究了含SMES的单机无穷大系统(SMIB)输电线路多边形距离保护的动作特性,针对不同短路故障类型和SMES的不同安装位置分析了多边形距离保护的动作结果。仿真结果表明,SMES并入电网后多边形距离保护的测量阻抗发生了变化,在某些情况下会对保护的动作结果产生影响。最后提出了一个保护动作特性曲线的改进方案,并通过仿真试验验证了其可行性。     

电力系统全数字实时仿真装置

电力系统全数字实时仿真装置是基于高性能机群服务器、具有我国自主知识产权的全数字实时仿真系统。该仿真装置利用机群的多节点结构和高速本地网络,采用并行计算技术对计算任务进行分解,并对进程进行实时和同步控制,从而实现了大规模复杂交直流电力系统(1 000台发电机、10 000条母线)的机电暂态实时仿真和机电–电磁暂态混合实时仿真以及外接物理装置试验。该仿真装置具有性价比高、扩展性好、软硬件接口灵活多样等特点,可连接调度自动化系统以接收系统在线数据,接入PSASP用户自定义模型或MATLAB/Simulink模型进行局部和子任务计算,通过A/D和D/A转换接口接入控制保护物理设备进行闭环仿真试验。目前国内多家单位已应用该仿真装置,开展了电力系统故障再现分析,继电保护、安全自动装置和直流输电控制装置等的试验研究,大系统安全稳定运行及控制策略研究等工作。应用表明该仿真装置运行可靠、计算结果准确,在科学研究、教育培训和生产运行实践中起到重要作用。     

广域型保护控制设备分布式协同测试技术研究与应用

安全稳定控制系统、广域保护等区域电网保护控制系统是保障电网稳定运行的重要手段。由于传统测试方法难以于装设现场实现广域型保护控制设备动态性能测试,因此,提出了基于实时仿真的分布式协同测试方法。通过融合全数字实时仿真装置(ADPSS)、电力调度数据网、基于GPS/BDS的卫星对时系统以及规约转换等多种技术,研究分布式协同测试主站、数据接口装置以及测试终端等关键部件,深入分析了协同测试的工程应用流程。以新疆某地区电网外送功率断面安全稳定控制系统为例,完成现场远程联调测试,验证异地多台保护控制装置运行的动态性能。     

电力系统全数字仿真装置在河北电网的应用调试

介绍了电力系统全数字仿真装置(ADPSS)在河北南网的调试和应用情况.电力系统全数字仿真装置的硬件配置包括PC机群、功率放大器和物理接口箱.应用电力系统全数字仿真装置可以进行电网稳定分析和安全预警,可以用于电力系统的各种分析计算.电力系统全数字实时仿真装置的安装和联调工作包括:机群管理及监控软件功能测试、仿真系统功能测试、仿真装置物理接口箱与接口板卡功能测试、仿真装置外接物理装置试验功能测试.文中详细介绍了仿真装置的联调工作并指出在调试中发现的问题及其解决办法.     

系统保护可控资源池全景监视预警系统设计应用

通过建设系统保护有效解决了送、受端电网的频率安全问题。按照未来电网调控系统“物理分布、逻辑统一”的总原则、新一代调控系统总体设计思路、泛在电力物联网状态全面感知特征要求,结合系统保护装置分层调管的现状,提出了分布式系统保护可控资源池全景监视预警系统的总体框架;阐述了装置模型数据拼接、可控资源池标签化、系统保护控制策略在线校核预警、系统保护调度运行智能辅助决策等关键技术。西北电网的实际应用情况表明该系统有效提升了系统保护装置投运后的电网调控运行管理能力。     

电力系统全数字仿真装置在河北电网的应用调试

介绍了电力系统全数字仿真装置（ADPSS）在河北南网的调试和应用情况。电力系统全数字仿真装置的硬件配置包括PC机群、功率放大器和物理接口箱。应用电力系统全数字仿真装置可以进行电网稳定分析和安全预警,可以用于电力系统的各种分析计算。电力系统全数字实时仿真装置的安装和联调工作包括：机群管理及监控软件功能测试、仿真系统功能测试、仿真装置物理接口箱与接口板卡功能测试、仿真装置外接物理装置试验功能测试。文中详细介绍了仿真装置的联调工作并指出在调试中发现的问题及其解决办法。     

楚雄SVC控制保护系统功能和动态性能的RTDS试验

楚雄静止无功补偿（SVC）是云广特高压直流的配套工程,具有技术新、容量大的特点,有必要在工程投产前进行RTDS试验。项目包括建立目前世界规模最大的交直流电网RTDS实时仿真模型,搭建由RTDS、SVC控制保护屏柜、云广直流实际控制保护装置、功放等构成的闭环试验系统,分别在云广直流联网、孤岛两种方式下对楚雄SVC控制保护系统的功能、动态性能以及与电网相互作用进行实时闭环试验。结果表明：楚雄SVC的RTDS闭环试验系统建模合理;试验发现并解决了两套SVC控制不协调工作、交流系统瞬时性故障时SVC退出运行等多项功能缺陷。     

±660kV直流输电系统单极运行方式下过电压研究

以宁夏电网2010年宁东-山东±660 kV直流输电系统单极运行方式为基础数据,应用电力系统全数字仿真系统(ADPSS),建立包含直流输电工程在内的局部电磁暂态模型,通过机电-电磁混合仿真计算,研究当发生交流故障、直流故障时,系统各中枢点电压情况、主要输电线路功率变化情况、直流系统电压情况以及直流线路功率变化情况,重点对直流附近区域过电压的情况进行分析。