大容量直流融冰兼网省协调无功补偿装置的集成与应用

500 kV官山变固定式直流融冰兼无功补偿装置主电路为无换流变的6脉波桥式拓扑,网侧电抗器采用油浸式铁心结构,兼作无功补偿模式下的相控电抗器。该装置在无功补偿模式下直接接入华东网调电压自动控制系统,接受无功指令调度运行。文中介绍了该套装置的基本参数、拓扑重构方案、融冰线路切换系统、无功网省协调机制。给出了典型运行模式下的控制策略,并且结合现场运行数据对该套装置在架空输电线路融冰、无功补偿方面的应用效果进行了分析。     

桂林变电站SVC与无功补偿装置协调运行

500kV桂林变电站直流融冰兼SVC装置（静止无功补偿装置）处于SVC运行模式时,能为系统提供快速的动态无功功率补偿,但在此模式时出现了220kV母线电压偏高、装置能耗偏高的现象。分析了SVC装置在补偿状态下的工作方式,以及如何与站内35kV侧的无功补偿设备协调运行,并在BPA仿真工具平台上进行了计算分析。结果表明,根据系统对补偿无功的要求合理地安排SVC和站内35kV补偿设备的运行方式,能有效降低站内主要设备的能耗。     

信息

中国南车为中国首套500kV固定直流兼静止无功补偿装置6000A融冰试验提供核心器件湖南益阳500kV复兴变电站,2010年12月14日——由中国南车提供核心器件的中国首套500kV固定直流兼静止无功补偿装置成功完成6000A融冰试验,这是我国国内融冰装置进行的最大电流的融冰试验。直流融冰兼静止无功补偿装置兼具融冰和无功补偿的功能     

12脉波直流融冰兼SVC系统的实现

根据南方电网实际需要,研制了12脉波直流融冰兼SVC系统。基于电力电子整流技术的直流融冰装置,兼具静止无功补偿(Static Var Compensation,简称SVC)功能,应用前景广阔。以贵州电网500kV变电站直流融冰兼SVC工程为例,对系统功能、切换方案、控制系统、晶闸管阀组和现场应用进行了分析,论证了采用12脉波直流融冰兼SVC系统的必要性和优点。     

500kV复兴变电站固定式直流融冰兼SVC试点工程的设计

固定直流融冰兼静止无功补偿(static var compensation,SVC)装置已成功应用于湖南电网复兴500kV变电站,该装置创造了容量最大、额定电流最大、融冰距离最长的世界记录。文章介绍了固定直流融冰兼SVC装置的技术方案与基本原理。根据工程实际情况,该装置的设计方案中采用了创新的线路融冰方式,多种合理优化的线路引接与短接方案以及技术经济相对合理的布置方式。     

500 kV直流融冰兼动补装置水冷系统现场试验及改进

介绍了500 kV直流融冰兼动态无功补偿系统装置水冷系统的构造及基本原理,对现场调试时遇到的主要技术问题进行了分析,并阐述了相应的措施及修改方案。     

直流融冰及无功功率补偿系统研究

为进一步提升融冰装置性能,研究了兼备STATCOM动态无功功率补偿以及线路直流融冰功能的系统。该系统采用双链式STATCOM拓扑结构,采用动态无功电流跟踪技术以及中性点偏移的控制方式,实现动态无功功率支撑与线路直流融冰等双重功能。首先介绍了该直流融冰系统的结构,并详细研究了系统控制策略,根据系统应用的不同功能对其输出功率进行分析,同时搭建了基于EMTDC/PSCAD仿真模型对控制策略进行验证。最后,以12 MW直流融冰兼STATCOM系统为例制作了样机进行实验,论证了系统设计的可行性。     

大容量直流融冰兼静止无功补偿装置的研制与应用

研制了新型大容量直流融冰兼静止无功补偿器(SVC)装置。与小容量直流融冰装置相比,大容量直流融冰兼SVC装置具有以下特点:设备容量较大且具有SVC功能,一次结构上采用2台三绕组换流变压器,高压侧从高压电网直接受电,中压侧连接交流滤波器组,低压侧连接晶闸管阀组;通过14组三相电动隔离开关的位置变换和控制保护系统的功能切换,实现了融冰和SVC运行模式之间的自动切换,可尽量避免人工参与;由于设备应用场合重要性更高且需要长期运行,控制保护系统采用了双系统冗余配置,提高了设备的可靠性。现场应用表明,大容量直流融冰兼SVC装置在融冰模式运行时可有效解决大线径、长距离超高压线路的覆冰问题;在SVC模式运行时可有效提高电网电压的支撑能力。     

移动式10kV直流融冰兼SVG装置应用研究

针对雨雪冰冻灾害,提出移动式10kV直流融冰兼SVG装置。该装置选用基于全控型器件IGBT的静止无功补偿器(SVG),采用直流侧并联的方式,不依赖单个功率器件的串并联;通过模块化设计降低体积以利于实现移动化。介绍两种工作模式的工作原理及控制策略,并搭建系统仿真模型对提出的控制策略进行仿真。仿真结果表明该装置能够较好地实现融冰和无功补偿功能。     

直流融冰试验在宁波电网的应用

直流融冰是输电线路应对冰灾的一种有效手段。以一条220kV线路直流融冰试验为例,对融冰线路两侧状态的定义和调度操作要求作了明确规定,分析了通过对矩阵闸刀的切换来调整直流融冰装置的融冰模式,并给出了继电保护定值的整定原则。实际试验数据结果分析表明,优化电网中直流融冰装置的布点原则、操作流程并考虑各种风险和约束的融冰调度策略可有效提高融冰效果。     

基于内点法的交直流系统电压稳定性评估

针对交直流系统稳定分析时直流变量约束、运行方式调整以及计算收敛性问题,基于原始-对偶内点法提出分段求解交直流系统负荷裕度的新算法。由交直流网络间的耦合关系和换流器转换方程,推导出直角坐标系交直流系统的Jacobi、Hessian矩阵,进而用原始-对偶内点法求解直流控制方式不变的交直流系统的负荷裕度。交直流系统直流控制方式会发生调整,提出分段求解负荷裕度的方法,即分别用内点法求解系统不同直流控制方式的最大负荷增量再求和,该方法能方便考虑直流变量约束及运行方式的调整。经算例验证该算法在交直流系统稳定计算中对初始值选择要求不高,收敛迭代次数少。     

基于连续潮流法及内点法的交直流负荷裕度算法

基于连续潮流法和原始-对偶内点法,提出了一种新的分段求解交直流系统负荷裕度方法。首先根据直流系统的调节特性,运用连续潮流法计算初始运行点到直流控制方式调整点系统的负荷增量。然后基于交直流网络间的耦合关系,推导得到交直流系统的Jacob i、Hessian矩阵,进而运用原始-对偶内点法求解直流控制方式改变后交直流系统的负荷裕度。该方法具有较好的收敛性,且能方便考虑直流量的约束和控制方式调整的问题,并经算例仿真验证该方法的准确性和快速收敛性。     

船舶中压直流电力系统接地方式对直流纹波影响研究

单相接地故障作为一种常见电气故障,会使船舶中压直流电力系统的直流电压纹波产生畸变,影响系统正常运行。以中压直流电力系统的单相接地故障为背景,研究了整流发电机中性点接地方式对纹波的影响。首先运用对称分量法和开关函数法,分别计算了直流电压的正常纹波次数与故障下纹波次数,并推导出故障下直流电压中交流分量的解析表达式。然后,通过分析绕组间的零序回路,得出了故障绕组零序电压与接地方式之间的关联,从而进一步得到接地方式对直流纹波的影响。最后,通过PSCAD与MATLAB/Simulink仿真软件搭建模型,进行仿真验证,为舰船中压直流系统整流发电机接地方式的选取提供参考依据。     

交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术

交直流混合微电网的直流母线电压的稳定控制对整个交直流混合微电网系统十分重要。针对交直流混合微电网中直流母线电压控制方式,提出一种实用、高效的交直流混合微电网直流母线电压自主偏差控制方法。在并网模式下,采用具有空闲模式下的直流母线电压下垂稳定控制方法,通过AC/DC变换器实现直流母线电压的稳定控制,避免了AC/DC变换器的频繁充放电操作;离网模式下,直流母线电压的稳定控制由接储能侧的DC/DC变换器控制。为了保证系统离网模式下可靠运行,直流母线侧可以接多路DC/DC储能类蓄电池,通过自主稳定控制既提高了分布式能源的利用率,又提高了空闲模式下电力电子设备的使用寿命。经试验验证,该方法具有很好的控制效果,为交直流混合微电网的发展提供了技术基础支撑。     

崩溃点法交直流联合系统电压稳定性分析

本文在分解计算直流系统方程和交流系统方程，简捷地计及交直流网络间耦合关系的基础上，将崩溃点方法应用于交直流联合电力系统的电压稳定性分析，文中提出的赋初值的方法能确保迭代快速收敛到所需崩溃点。本文方法计算简单、计算量小、且能方便地考虑直流系统变量的约束及运行方式的合理调整，可用于采用任何运行方式的交直流联合系统的电压稳定性分析。     

基于微网技术的家庭能源管理系统研究

家庭能源管理系统是未来智能电网在配电侧发展的重要研究方向。以包含光伏发电、蓄电池储能和家庭负荷的家庭直流微电网系统为研究对象,研究了各个单元的基本控制策略,并提出了基于微网技术的家庭微网能量调度策略。系统的工作模式包括并网工作模式和离网工作模式,通过能量调度策略来维持系统功率平衡和直流电压稳定。在Matlab/Simulink下搭建了家庭直流微网系统并对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,系统在并网运行模式和离网运行模式下均能保持直流侧电压稳定,验证了家庭能源管理系统的正确性和有效性。     

光伏发电系统多模式接入直流微电网及控制方法

对接入直流微电网的光伏发电系统提出三种工作模式,即最大功率点跟踪控制模式、恒压模式和恒功率模式。在最大功率点跟踪控制模式时,采用一种变步长的扰动观察法实现最大功率点跟踪。在恒压模式时,采用PI控制实现恒压控制。在恒功率模式时,采用PI控制实现恒功率控制。当判断出不能实现恒压或恒功率控制时,切换到最大功率点跟踪控制模式,并通知能量管理器,能量管理器通过储能装置调度或负荷调度来镇定直流母线电压。从而使光伏发电系统对能量管理器来说是一个受限的可控源,有助于直流微电网的稳定运行。对所提出的多种工作模式及控制方法进行了仿真,结果表明,所提方法能使光伏发电系统运行于多种工作模式,并能实现相应的控制目标及模式切换,使光伏发电系统变为一个受限的可控源。     

基于柔性直流技术的风电场并网系统电压稳定研究

以霍林河地区某孤立系统为研究对象,以降低系统电压波动和提高系统电压稳定性为目的,提出风电场采用柔性直流方式接入系统。柔性直流输电方式基于具有自换向特性的电压源换流器,并采用脉宽调制技术,实现了有功无功的解耦,从而可进行独立连续的调节。首先对采用不同输电方式和不同风电并网容量的系统进行稳态潮流仿真,负荷节点电压维持在稳定范围内;之后对系统中常规机组故障、负荷故障和线路故障进行暂态仿真,故障后电压波动在允许范围内,并迅速趋于平稳,无需稳定措施。仿真结果表明,风电场可以采用柔性直流输电方式接入系统,系统电压稳定性较常规交流方式有很大提高。     

直流输电对交直流互联系统自组织临界性的影响分析

提出了一种考虑紧急控制保护装置及直流系统概率动作特性的连锁故障动态仿真模型,应用该模型对2010年华东电网实际系统进行了动态仿真。在不同的直流运行方式、直流控制参数、交直流互联方式、交直流传输容量分配条件下,计算了系统的停电功率—停电概率幂律曲线,分析了直流输电对系统自组织临界性的影响。结果表明,在某些系统中选取合适的直流输电模式可以减小连锁故障及大停电的发生概率。     

运用特征值法确定交直流系统电压失稳区

直流输电可以对其功率快速地进行调节,从而提高与直流系统相连接的交流系统的稳定性,所以交直流系统在国内外应用得越来越多,而研究如何定量地分析交直流系统的电压稳定性成为了当前比较迫切需要解决的问题。该文结合交直流系统的特点,采用改进的牛顿法求解交直流系统的潮流,在得到收敛潮流的最小特征值及其左右特征向量后,计算出各节点的参与因子,并以参与因子为依据,采用特征值法对在一定直流控制方式下的交直流系统进行电压稳定性分析,找出交直流系统的电压易失稳区,从而为采取相关措施提高整个交直流系统的电压稳定性提供有价值的参考依据。最后通过对一个9节点的交直流系统采用本文方法进行仿真计算,证明了本文所述方法的有效性和可行性。