直流孤岛运行方式下交流保护装置频率适应性仿真研究

频率适应性是交流保护装置适应直流孤岛方式运行的重要特性,对直流孤岛稳定运行起到了重要作用。建立直流孤岛运行系统RTDS仿真模型,并将其与实际控制保护装置连接组成闭环实时仿真试验系统。通过设置多种试验项目,开展不同种类交流保护装置频率适应性试验研究,发现了直流孤岛运行方式下交流保护装置误动或拒动缺陷,为交流保护装置适应直流孤岛运行提供了重要的参考依据。     

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。     

基于RTDS数模仿真平台的±800kV酒湖特高压直流输电系统建模

电力系统仿真是研究特高压直流输电技术特性和功能的重要方式。为了实现±800kV特高压直流输电工程二次设备的集成联调检测以及研究交直流系统的相互影响,本文在RTDS实时数字仿真平台上,通过RTDS的各类输入输出板卡与直流控制保护装置、换流阀阀控设备以及测量接口屏等二次设备相连接,构成控制闭环仿真系统。针对RTDS硬件平台升级和换流阀阀控系统接口特点,详细介绍了仿真平台和各类二次设备的接口形式,并采用RTDS的PB5处理器背板光纤互联以增大rack的节点计算数目。在RTDS闭环仿真平台上,以直流控制保护装置的附加控制功能为例,开展了直流功率调制试验,仿真结果验证了直流控制保护装置频率控制功能的正确性。     

南方电网失步解列系统特性RTDS仿真试验研究

对南方电网目前配置的失步解列系统的定值设置及协调配合进行实时仿真研究,建立了南方电网交直流混合实时数字仿真(RTDS)模型,搭建了由RTDS、失步解列系统、功率放大器、直流控制保护装置组成的实时闭环试验系统.试验中模拟了线路故障、直流闭锁及其组合故障,全面测试了严重故障下南方电网失步解列系统动作特性,分析比较了失步解列系统分别在开环控制、闭环控制两种RTDS实时仿真测试模式下的动作规律,并与BPA离线仿真人工判断结果相比较.结果表明针对检验的几种典型严重故障方式,南方电网失步解列系统动作配合正确.试验克服了厂家试验存在的功能单一、离线仿真人工估计等缺陷,是RTDS应用于失步解列系统研究的重大尝试,为进一步将RTDS应用于整个安稳系统实时仿真研究积累了方法经验.     

玉林串补控制保护功能和动态性能RTDS试验

南方电网仿真实验室采用实时数字仿真(RTDS)方法,搭建了由RTDS、串补控制保护屏柜、功放、线路保护装置等构成的闭环测试系统,对玉林串补控制保护系统的功能和动态性能进行实时闭环试验。结果表明,玉林串补RTDS闭环测试系统建模合理,满足串补控制保护功能测试要求。尽管玉林串补控制保护在整体功能上满足技术规范基本要求,但存在部分保护动作值偏大及事件信息不完善等缺陷,需在投运前整改。     

基于PSCAD/EMTDC的扭振保护封装及工程应用

电厂送出输电线路的串联电容补偿、直流输电和电力系统稳定器的不当加装,发电机励磁系统、晶闸管控制系统和电液调节系统的反馈作用等,均有可能诱发、导致次同步振荡/次同步谐振,严重情况可引起发电机汽轮机扭振保护动作.在PSCAD/EMTDC上利用仿真平台自带的自定义建模功能,使用Fortran语言建立了汽轮机扭振保护模型,并对其仿真结果与北京四方继保自动化股份有限公司实际装置测试结果进行了比较,仿真表明数字扭振保护的仿真结果是可信的.将某多机带串补远距离输电电厂送出仿真得到的次同步谐振时机组转速的模态衰减曲线作为数字扭振保护装置的输入,仿真得到扭振保护切机结果,形成了一、二次的闭环仿真分析.仿真得到了电厂多机在不同运行方式扰动下的扭振保护动作情况,同时针对SN曲线两组不同整定值进行了计算,为电厂送出实际运行方式选择以及扭振保护的整定提供了参考.     

分段串补控制保护系统的RTDS仿真技术及其应用

砚山串补是南方电网第一个采用分段结构的串补工程。为深入研究这个串补工程的功能及动态特性,搭建了基于RTDS的双端等值电源模型和一个闭环测试系统。闭环测试系统由实时数字仿真器、砚山串补控制保护装置、功率放大器以及实际的线路保护装置等组成。用测试系统详细地模拟了一个串补分段,对另一分段则采用RTDS模型库中的固定串补简化模型。该测试系统引入大功率功放,实现了对砚山串补的电容器不平衡电流保护功能考核。由于将实际线路保护装置接入串补的闭环测试系统,从而可以对砚山分段串补动态特性、串补与线路保护之间协调动作特性进行研究。     

云广孤岛运行方式RTDS试验平台的构建及研究

构建了云广直流和兴安直流联接实际控制保护装置的RTDS试验系统,对云广特高压直流在孤岛运行方式下,各种故障下送端系统的动态特性进行了试验研究。结果表明,该RTDS仿真试验系统有足够高的仿真精度,满足对云广特高压直流孤岛运行方式下系统动态特性仿真研究,以便为云广特高压直流孤岛运行方式下安稳策略制定提供技术支持。     

基于RTDS的风电场SVC控制器性能检测分析

风电场静止无功补偿器（SVC）控制器的性能对于大规模风电汇集地区电网的电压质量以及系统运行可靠性有着至关重要的影响。为此,在实时数字仿真器（RTDS）中建立了风电场及晶闸管控制电抗器（TCR）型SVC的实时数字仿真模型,即构成一个闭环测试系统,并对实际SVC控制器装置开展性能测试。测试结果表明：这种基于RTDS的SVC控制器闭环性能检测系统能够较全面地测试SVC控制器的动态特性。测试中发现,部分厂家SVC控制器在信号测量、调节器模型设计、网源协调辅助控制功能和控制切换等多方面仍存在亟待完善和改进的问题。     

发电机轴系扭振模拟测试装置的研制及应用

汽轮发电机扭振保护装置的测试,除施加二次电流、电压信号以外,还需要发电机转速脉冲信号,模拟出次同步振荡时的场景。针对扭振保护专用测试工具和方法欠缺的行业现状,本文研制了一种扭振保护测试装置,既能够依据设定参数输出特定稳态或扭振转速信号,也可以利用RTDS的仿真数据输出转速信号,并可同步模拟发电机电流电压进行扭振保护测试。     

基于广域自适应多直流协调控制的RTDS仿真研究

为验证基于广域控制的自适应多回直流协调控制方案的有效性与可靠性,同时分析其对现有的直流极控系统的影响,搭建了包含10个机箱的大型交直流混合输电系统的RTDS仿真模型,对已开发完成的多回直流协调控制系统的软硬件进行测试。通过模拟实际电力系统不同的运行状态、故障情况,测试了协调控制系统保护闭锁逻辑的准确性,分析了其与现有直流保护、控制系统之间的相互影响,考核了整套装置的可靠性。对开发RTDS的功能和扩展应用范围具有极为重要的意义。     

用于HVDC控制保护系统闭环测试的RTDS建模

以西北—华中直流联网工程(灵宝工程)为例,给出了基于实时数字仿真器RTDS(RealTimeDigitalSimulator)的高压直流输电(HVDC)控制保护设备闭环测试方法、系统构成。针对RTDS中缺乏工程设计的滤波器,采用等调谐锐度法建立了等效滤波器的模型。为使闭环系统有所参照及RTDS可脱离控制保护设备单独运行,设计了一内部控制系统。所建模型已用于灵宝工程控制保护设备的实验室测试中,设计规范、内部控制和外部装置控制间的结果对照表明所建系统模型正确。所使用方法及经验可推广到今后HVDC控制保护设备的测试中。     

高压直流输电极控系统的RTDS模型

极控是高压直流输电系统运行所不可或缺的。文章基于直流输电的调节理论和极控的基本功能要求,在实时数字仿真器RTDS上建立了较通用的极控模型,使高压直流输电系统RTDS模型能够按照设计参数仿真运行并模拟各种故障。该研究已应用于我国西北-华中背靠背直流联网工程。     

RTDS应用于直流控制保护系统的仿真试验

介绍了电力系统实时数字仿真系统(RTDS)在西北—华中联网背靠背直流工程灵宝换流站直流控制保护系统仿真试验中的应用情况,详细说明了仿真系统的配置、建模以及与外部系统的接口,并对RTDS用于直流控制保护系统仿真研究进行了总结。     

电力系统广域稳定控制技术及工程实验

多回直流基于广域信息的自适应协调控制为南方电网公司重点科技项目，其目的是要充分利用广域测量信息的优势及南方电网现有多回直流的调制能力抑制交流系统的区域间低频振荡，目前已完成理论研究和样机开发，并做了RTDS测试。该测试在南方电网仿真实验室内进行，由控制系统(样机)、直流极控系统屏柜、RTDS系统联接构成闭环测试系统。本文首先介绍了电力系统广域稳定控制技术发展的现状，然后对于本项目RTDS测试过程中发现的一些关键技术问题进行了讨论     

实时数字仿真器的应用

介绍电力系统实时数字仿真器(RTDS)的软硬件结构及其应用,阐述该仿真器在常规直流输电与特高压直流输电方面及FACTS(灵活交流输电)方面的应用,包括特高压直流实时仿真研究、直流系统成套设计计算校核、换流站二次系统联合功能及性能测试、直流保护定值校验、为运行部门服务以及轻型直流仿真研究等方面的应用。     

特高压直流送端孤岛系统频率稳定控制

特高压直流与大型水电机组配套电源采用送端孤岛运行方式,能有效消除由直流闭锁引起的潮流大范围转移、系统暂态功角失稳问题。但是,送端孤岛系统的频率稳定性是决定系统能否运行的关键因素之一。结合南方电网楚穗、普侨特高压直流孤岛的调试情况,研究了水电站与特高压直流送端孤岛系统超低频振荡的机理,提出了频率稳定控制策略;阐述了直流甩负荷导致部分机组调相运行的机理。机网协调控制RTDS试验平台的仿真结果以及特高压直流孤岛系统的现场调试结果表明了所提控制策略的有效性。     

灵宝背靠背直流输电工程中的RTDS试验模型

为评估对灵宝背靠背直流联网工程直流系统控制保护技术的掌握情况并保证工程进度按计划顺利实施,在现场调试前对二次系统设备依设计规范在实验室进行了闭环仿现场运行试验。采用北京网联公司(BDCC)实时数字仿真器(RTDS)建立了仿现场一次试验回路模型,同时根据直流输电基本调节原理建立了使试验模型仿真运行所必须的RTDS软件内部换流器控制模型,以校核模型运行的仿真度。在内部模型的控制下RTDS试验回路模型的结构参数被调整到其所有运行状态变量均与设计值相符合,证明了试验模型仿现场运行的有效性。经过校核的RTDS试验回路已成功地应用于灵宝工程整套二次设备的功能验证。     

利用混合实时仿真器测试HVDC控制与保护

介绍使用实时数字仿真器ＲＴＤＳ对ＨＶＤＣ控制和保护系统进行测试。为获得高精度的阀触发脉冲和高频下的仿真性能,采用了先进的混合ＨＶＤＣ实时仿真器。其中,ＨＶＤＣ换流器采用传统的物理模拟装置,直流系统和并联的复杂交流系统均采用实时纯数字仿真,由ＲＴＤＳ仿真器实现。该混合实时仿真器被选择用于中国天－广ＨＶＤＣ工程。基于ＨＶＤＣ控制和保护系统的测试,文中给出了新的混合实时仿真器的结构实现方法和性能校验结果