基于MIIF指标的多直流落点选择方法

为了降低多直流受端系统中直流间交互影响作用,保障系统的稳定运行,提出了一种基于MIIF指标的多直流落点选择方法。首先根据系统MIIF指标使用聚类手段进行系统分区,子区中的节点交互影响作用强,区间的节点交互作用弱;然后每条直流落点到一个区域,随机组合所有落点形成方案集合;最后以每个落点处抵御风险能力指标为目标,综合评估所有方案指标的整体性与均衡性,利用线性加权法筛选出最优落点方案。经过IEEE 14节点算例验证提出方法,结果表明此方法可以为规划运行人员提供筛选依据,筛选计算规模小,便于实际工程应用。     

基于多直流落点系统稳定性的电网静态分区方案选择方法

针对多直流落点系统静态分区方案的选择问题,提出多直流落点相互作用因子、多直流落点有效短路比、频率偏差因子3个评价指标,以及反映上述指标整体性和均衡性的子指标。建立线性加权和模型求解该多目标决策问题,采用综合赋权法计算权重系数,并提出基于多直流落点系统稳定性的电网静态分区方案选择方法。以实际电网为例,对静态分区方案进行评价和选择,得到最优方案。利用PSS/E平台对各方案的系统稳定性能进行仿真,结果表明,各分区方案的系统稳定性优劣排序与静态分区方案选择方法的计算结果排序具有一致性,验证了所提方法的有效性。     

基于多目标优化的受端电网特高压落点选取方法

以合理选取特高压电网落点为目标,以满足最大范围内能源资源优化配置为根本出发点,分析地区电力流向,确定特高压落点供电范围。应用多目标优化的方法研究特高压500 kV落点的选择,综合考虑系统相互作用的各种因素,用数学方法建立了归一化的落点选择目标函数。并以辽宁受端电网特高压落点选取为例,验证了该方法的可用性。     

基于节点聚类分簇的多馈入直流落点筛选方法

随着受端电网直流落点数目的增加,合理规划直流落点位置对于保证受端系统的安全稳定运行具有重要意义。在深入研究直流落点间交互影响特征的基础上,基于多馈入交互影响因子定义了节点交互影响相似度指标,进而构建了受端电网节点交互影响相似度矩阵。以直流落点数为分区目标数,利用谱聚类方法实现了受端系统的分区。每条直流选择一个子区域作为备选落点区域,所有方案形成落点方案集合,利用整体性与均衡性指标综合评估筛选出最优方案。算例分析结果表明,利用该方法所得落点位置合理,与传统方法相比,具有计算简单、筛选效率高的优点。     

特高压直流分层接入电网的落点选择研究

特高压直流分层接入交流电网不同电压等级的运行方式,为缓解大容量直流接入受端电网后的潮流疏散问题提供了有效手段。直流落点选择是一个多目标决策问题,考虑到直流分层接入电网的特点及影响,建立了直流分层接入电网的综合评价指标,在此基础上利用逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了对应的直流分层接入落点选择策略。以实际电网中特高压直流分层接入为例,采用所提方法评价了不同的直流分层接入方案,验证了方法的有效性,所提方法可方便地应用于对实际规划电网中直流分层接入落点方案的选择。     

基于一般变权方法的直流落点选择

直流落点选择是一个典型的多目标决策问题。选取静态电压稳定、有效短路比、系统有功功率损耗作为该多目标决策问题的三个指标。并运用一般变权原理来求解这一问题。相对于线性加权法和平方和加权法具有较好的均衡性,更符合人的决策思维。     

采用多馈入短路比法选择贵州藏电直流落点

计算不同直流落点规划方案下系统的多馈入直流短路比,并将其纳入系统直流落点方案的整体性、均衡性指标的计算中,采用等值权重的加权法对这两项指标进行综合计算,最后得到较优的直流落点方案。基于多馈入短路电流计算的多直流落点选择方法,其计算速度快,相对传统的潮流计算分析和短路计算分析方法,更能够快速对实际规划电网任意多直流落点方案进行初步筛选,便于工程应用。     

基于多馈入短路比的多直流落点选择方法

为解决电网规划中多直流馈入系统直流落点选择的问题,基于CIGRE多馈入直流短路比(multi-infeed short circuitratio,MISCR)定义,从多角度提取多直流落点方案的信息,提出整体性、均衡性、干扰性和安全裕度4项评价指标,将其抽象为数学模型,并分析了4项评价指标的重叠性;在此基础上,采用二项系数加权法、相对比较法等建立了对应的多直流落点选择策略;最后,以某电网为例,采用所提方法评估了不同直流落点方案,比较分析了不同策略的差异和有效性,结果表明,采用相对比较法确定权重系数的多直流落点选择方法更符合实际需要;所提方法可方便地应用于对实际规划电网任意多直流落点方案的初步筛选。     

基于节点耦合距离的多直流馈入系统落点选取方法

当多条直流落点到同一受端系统,密集的直流落点给电网的运行带来巨大挑战,因此合理安排直流落点位置对于电网安全稳定运行有重要意义。文章以多馈入交互影响因子为基础,定义了节点间耦合距离并通过聚类的方法将受端系统分成若干子区域。聚类结果表明同一子区中的节点交互影响作用强,不同子区域中的节点交互作用弱。每条直流选择一个子区域作为备选落点区域,所有可能方案构成落点方案集合,以多馈入短路比指标为目标,利用变权综合法评估落点方案。最后通过同一算例与已有筛选方法比较,分析结果表明本文所提方法具有一定的合理性与简便性,可应用于直流落点规划选址。     

基于多目标优化的电网直流承载规模评估方法

合理评估受端电网的多馈入直流承载规模,对指导电网建设和维持电网安全稳定具有重要意义。考虑直流落点、机组出力分配、无功补偿对受端电网直流承载规模的影响,在分析广义有效短路比可量化节点电压对直流馈入支撑强度的基础上,采用广义有效短路比指标、暂态电压支撑强度指标及网损指标和发电机成本费用指标,以及考虑受端电网安全运行的多约束条件建立联合优化直流落点和机组出力分配的模型,基于利用循环递增直流馈入容量和重复求解优化模型获取满足约束条件的优化解集,以及对解集按逆序进行安全校验的方式,提出了基于多目标优化评估受端电网最大直流承载规模的方法。在此基础上,进一步建立基于多目标优化无功补偿增加最大直流承载规模的方法。最后以IEEE 39节点系统和河南规划电网作为多馈入直流受端电网进行仿真分析,验证了所提受端电网最大直流承载规模分析方法的可行性和有效性。     

适应大容量直流接入弱受端的直流极控系统优化控制方法

大容量直流接入较弱受端系统,换流母线电压相对敏感,故障扰动易引起直流换相失败甚至发生连续换相失败。针对弱受端交流故障恢复过程中可能出现的连续换相失败问题,提出了根据交流系统和直流系统关键变量,在线计算调整低压限流功能直流电压上限值的方法,使直流的恢复速度能适应交流系统的恢复状态,避免连续换相失败的发生;提出了逆变站调节器配合和分接头控制的优化方法,使逆变站进入定直流电压控制模式,能在一定程度上减小远端故障引发换相失败的概率。利用与实际直流工程极控系统完全一致的仿真模型进行仿真验证,仿真结果表明:所提出的优化方法可行、有效,能适应弱受端系统对于抵御换相失败的需求,有利于改善交直流系统运行稳定性。     

混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制

随着高压直流输电的发展,柔性直流与常规直流接入同一或电气距离较近交流母线,形成混合多馈入交直流混联系统。为充分发挥柔性直流功率解耦及快速调节特性,减小常规直流换相失败概率,并保持交直流混联系统电压安全稳定,文中提出了一种混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制方法。首先,对混合多馈入交直流系统进行建模,并分析柔性直流不同控制方式下控制量对交流母线电压灵敏度的求解方法。其次,构建两级协调电压控制,系统级控制以交流系统最低节点电压轨迹偏差和控制成本最小为目标;换流站级控制以保证常规直流馈入母线电压和换相裕度为目标。根据发电机无功裕度设计不同的控制方案,针对常规高压直流输电熄弧角和有功功率,避免其发生控制冲突,设计两级协调策略。最后,仿真结果表明所提控制方法能够明显提高交直流混联系统的中长期电压稳定性。     

特高压规划电网安全稳定性研究

为了对 2018水平年国家特高压规划电网的输电网络结构进行检查和考核,该文应用数模混合式电力系统实时仿真装置,进行多项N-1故障和N-2故障的实时仿真试验,对±800 kV直流系统与送受端交流系统的相互影响进行深入研究。研究结果表明,从系统安全稳定角度出发,该网架结构可行;±800 kV直流发生双极闭锁故障时,特高压交流通道部分母线电压偏低,建议通过加强无功补偿装置等手段来改善故障后系统的电压水平。研究还发现,因向家坝-南汇、溪落渡左-株洲、溪落渡右-浙西这3回特高压直流送端换流站距离很近,任一直流发生双极闭锁时整流站换流母线的暂态过电压均会导致其它2回直流发生换相失败,建议设立专题对此进行深入研究。     

整流侧换流母线电压恢复导致逆变器换相失败的机理分析

交直流系统中整流侧换流母线电压恢复会引起直流电流增大,从而导致逆变器换相失败。为了解决该问题,文中首先以CIGRE HVDC标准测试系统为例,分析了电压恢复期间逆变侧控制系统的控制特性,发现由定电流控制切换为定关断角控制瞬间及之后一段时间内,直流电流较大及增速过快从而引起电流偏差控制输出较小且快速降低是诱发换相失败的重要原因。其次,提出了一种通过改进定关断角控制器以改善整流侧换流母线电压恢复导致关断角过小的控制方法。最后,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中利用CIGRE HVDC标准测试模型仿真验证了所提方法的有效性,由仿真结果可知该方法能有效抑制由整流侧换流母线电压恢复导致的逆变器换相失败。     

基于直流电流动态上升的高压直流输电系统换相失败分析

针对现有换相失败分析方法未考虑交流系统故障后直流电流动态上升对关断角影响的问题,在分析直流电流变化对关断角影响的基础上,首先推导了对称故障下未考虑直流电流变化以及考虑直流电流瞬时变化的换相失败分析方法。分析结果表明,当逆变侧换流母线电压跌落在一定区间内,以上2种方法会导致换相失败判别结果不准确。为此考虑交流系统故障后直流线路和直流控制的动态过程,推导了直流电流的时域表达式,通过求解直流电流最大值,提出了一种考虑直流电流动态上升的换相失败分析方法。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提方法的有效性以及对高压直流输电系统换相失败判别结果的正确性。     

基于深度循环神经网络的换相失败边界检测

交直流混联电网中交流故障导致的换相失败,可能引发交流保护误动、拒动,造成连锁性故障。因此,快速精准的换相失败边界检测对提升交流保护性能、优化交直流保护协同配合、保障电网安全稳定运行具有重要意义。对此,提出了基于深度循环神经网络的换相失败边界检测方法。利用逆变站换流母线三相电压、直流电流及触发角指令实时值等站域信息,实现可综合考虑多因素耦合作用,可准确追溯引发换相失败原因,并含有一定的预测功能的换相失败边界检测新方法。     

基于PSCAD的特高压直流输电系统建模与仿真分析

为了对特高压直流输电系统中的故障变化特性进行准确的仿真与分析,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,以宾金直流为例,搭建±800 k V,8 000 MW的特高压双极直流输电系统模型,主要对直流输电系统中的无功补偿设备、滤波装置、直流线路、直流控制系统进行详细建模。对于送、受端交流系统,在换流母线处对两侧实际交流系统进行戴维南等值,搭建了以直流系统为主、交流系统简化的实际系统输电模型。并对直流系统的典型故障换相失败进行仿真分析,分析了换相失败故障发生前后,特高压直流系统中主要电气量的变化。通过与实际故障录波的波形进行对比,验证了模型的可行性。着重分析了逆变侧换流母线上流入受端交流系统有功功率、无功功率的变化。研究结论为分析特高压直流换相失败故障对于实际交流系统的影响提供了技术支持。     

HVDC送端交流系统故障暂态过电压评估指标

特高压直流输电系统直流闭锁故障及交流系统短路故障引起的暂态过电压,对系统稳定性造成严重冲击。量化评估交直流系统暂态性能指标,对确定交直流电力系统规划设计和调度运行具有指导意义。对交流系统暂态过电压机理进行分析,推导出基于无功补偿和短路比的暂态过电压计算方法,基于系统短路比与补偿电容和交流滤波器参数的比值定义了暂态电压评估指标R_r。研究表明,随着该暂态电压评估指标R_r减小,系统故障后送端换流母线暂态电压升高,受端也会发生不同程度的换相失败。最后,基于国际大电网会议直流标准测试系统,验证了所提指标的有效性。     

交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流 — 逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。     

多馈入直流输电系统中换相失败问题研究综述

换相失败是直流输电系统最常见的故障之一。对于多馈入直流输电系统而言,交直流系统之间的相互作用更为复杂,单个逆变站的换相失败可能引发几个逆变站相继发生换相失败,甚至导致直流功率传输的中断,影响整个交直流系统的稳定运行。文章详细分析了目前国内外多馈入直流输电系统换相失败问题的研究现状,从换相失败的机理、影响因素和判断依据出发,对近年来针对换相失败提出的预防措施和控制策略及其应用情况进行探讨,并指出准确反映换相过程的交直流系统模型的建立、多馈入直流输电系统换相失败的机理分析及其有效的控制措施和恢复策略的制定、以及换相失败的谐波影响等是今后研究的主要问题。