新疆与西北主网联网第二通道工程系统调试

新疆与西北主网联网750 kV第二通道工程是国家电网公司"十二五"规划重点建设项目之一,涉及7站12线,是我国西北750 kV主网架的重要组成部分,也是新疆及西北地区煤电、风电及光伏的重要外送通道。工程在世界上形成首个由750 kV级母线磁控式可控高抗、线路阀控式可控高抗及66 kV级大容量SVC等新型柔性交流输电装置组成的FACTS设备群。工程系统调试研究解决了远距离弱电网新设备启动及电压控制策略、柴拉直流及新能源安全预控、新型FACTS设备系统调试及多目标网架安控策略等技术难题,圆满完成系统调试实施。该文介绍了工程系统调试概况,系统调试研究及调试方案的确定,以及现场调试的主要结果,为工程投产运行及后续工程建设提供参考。     

带高抗500kV长线路合闸引起的电流直流偏置问题及应对措施

以重庆电网张家坝—隆盛带高抗500kV长线路为研究对象,通过电磁暂态仿真,研究了典型线路合分闸操作时的电流直流偏置问题,包括不同合闸相位进行各种合分闸联动操作时的电流直流偏置情况。此外还研究了采用合闸电阻及控制相角合闸技术抑制电流直流偏置的效果,结果表明,采用这2种方法可以加快电流过零,降低电流延迟过零出现的概率,但并不能完全消除电流过零延迟现象,对此进行了讨论并给出了建议。     

直驱风机与静止无功发生器的次同步振荡特性及交互作用分析

我国西北等风电汇集地区存在不同程度的次同步振荡问题,其中大容量的直驱风机和动态无功补偿装置接入弱电网诱发的次同步振荡机理尚不明确。该文推导直驱风机并网变流器和静止无功发生器的线性化分析模型,获取其输入阻抗模型及并网系统的传递函数;探讨同步旋转坐标系下双输入双输出系统的稳定性判断方法;通过阻抗特性分析、传递函数极点分析及时域仿真验证,提出两者间次同步振荡交互作用及影响因素。     

特高压交流变压器选相合闸技术研究及工程应用

变压器空载合闸励磁涌流注入电网可能引起严重的电压暂降或谐波过电压问题,对交直流系统及设备的正常安全运行造成不利影响,目前国内多次出现超、特高压主变空载合闸励磁涌流引起电网异常的问题。选相合闸技术已在国内电厂升压变、高压直流系统换流变等场景有实际应用,但在特高压交流系统中尚属空白。针对国内在晋北特高压交流变电站示范开展的特高压主变选相合闸技术应用实践,介绍了基于剩磁测算的特高压变压器选相合闸技术原理,并结合晋北站特高压交流工程调试系统工况开展建模仿真,比较分析了不同措施抑制变压器励磁涌流的效果,并结合现场实测结果进行验证分析。结果表明,特高压主变断路器采用选相合闸技术可以有效抑制合空变励磁涌流,推广应用价值良好。研究成果可为特高压交流工程设计、设备选型提供参考。     

直驱风电机组次同步振荡阻尼控制方法及其适应性

由风电波动引发的次同步振荡具有振荡频率多变、涉及动态装置多、影响因素复杂等特点,现有的阻尼控制类装置难以实现有效抑制,需研究适用的附加阻尼控制方法。文中通过线性化方法推导了直驱风电机组并网系统的特征方程和传递函数,并获取了风电机组并网系统在不同工况下的频率响应特性。然后提出了基于奈奎斯特稳定判据的风电机组次同步振荡阻尼控制器的参数设计方法,以及基于粒子群优化算法的参数优化方法;结合特征值法及时域仿真法,分析了阻尼控制器对于次同步振荡的抑制作用。研究结果表明,依据前述方法设计的阻尼控制器在多种运行条件下均具有较好的适应性。     

合闸750kV空载变压器引起的系统电压暂降现场实测与计算分析

结合新疆与西北750 kV联网工程乌北变电站合闸750 kV空载变压器现场实施情况,分析了合闸空载变压器引起系统工频电压暂降现象的机制,提出励磁涌流及系统短路容量是影响合空变电压暂降的主要因素。并利用EMTP工具对合空变引起的电压暂降进行仿真建模分析,得出的合空变励磁涌流及系统电压暂降特性与现场实测基本一致,验证了仿真方法的有效性。提出了采取断路器装设合闸电阻的措施可以有效抑制合空变操作引起的系统电压暂降,另外采取系统调压、调整系统运行方式、消除剩磁等措施也有助于缓解合空变电压暂降对系统运行造成的不利影响。     

西北750 kV电网合空变导致青藏直流闭锁故障分析

针对西北750kV电网官亭、武胜两站空载变压器合闸(简称合空变)导致800km外的青藏直流系统闭锁故障进行了分析。合空变过程中可能产生大量谐波,其中包括明显的2次分量;从合空变位置看入西北电网的阻抗特性中存在接近二倍频的谐振频率;西宁—日月山—海西—柴达木750kV线路长度接近二倍频下电磁波的1/4波长,容升效应显著;柴达木末端电网在二倍频下呈大阻抗特性;青藏直流系统交流侧电压中负序2次谐波将在直流侧引起3次谐波。以上多个因素导致合空变产生的2次谐波电压沿线放大,并引起直流系统谐波保护动作。研究结果阐明了合空变过程产生的谐波远距离传输特性及对直流系统的影响,为研究直流谐波保护问题提供了理论依据。     

接地系统中接触电阻的仿真模型及其影响因素分析

接地装置与土壤间的接触电阻的正确估算,对于提高接地网设计施工水平、合理选择接地导体规格都有重要意义。但其准确值尚无科学的计算方法,所以在实际工程设计中一般无法准确考虑。为此,通过建立一种接触电阻的仿真分析模型,利用有限元工具ANSYS,就不同工况对接触电阻的影响进行了分析;仿真计算结果表明,接地导体规格、土壤特性是影响接触电阻大小的主要因素;为了便于计算复杂接地网的接触电阻,在原模型的基础上建立了一种简化模型;依据简化模型、利用接地分析软件CDEGS对不同接地网的接触电阻进行了计算;最后提出了实际工程中减小接触电阻的方法,为接地设计及施工提供了参考。     

基于机器学习可解释代理模型的风电次同步振荡 在线预测及优化控制方法

随着新能源发电的快速发展,大规模风电场与电网相互作用引起的次同步振荡问题不断凸显,对次同步振荡进行预测并采取预防性控制措施具有重要意义。为此,提出了一种基于机器学习可解释代理模型的风电并网系统次同步振荡的在线预测和优化控制方法。采用Prony算法分析电网小扰动过程以辨识系统阻尼水平。建立了基于梯度提升树模型的系统阻尼评估系统。提出了基于可解释代理模型的优化控制辅助决策方法。在Matlab Simulink中搭建了多个直驱风电场并网系统的仿真模型,验证了所提方法能够有效进行次同步振荡在线预测和优化控制,从而抑制次同步振荡,提升系统的稳定性。相较于传统的抑制方法,所提方法不依赖风电系统的详细模型,能够对风电场进行有针对性的控制,且控制措施的效果是可估测的。     

耐蚀性金属接地材料研究综述

为解决我国以镀锌钢为主要材料的接地网面临的腐蚀问题,接地导体材料的研究势在必行。通过收集可以作为接地金属材料的资料及标准、整理相关实验数据等工作,对几种耐蚀性金属材料,包括铜、铜镀钢、不锈钢、锌包钢等作为接地材料的土壤腐蚀特性、通流容量做了分析比较。在此基础上从材料成本、施工费用、维护费用等方面对其技术经济性作了较为全面的综述,以供工程参考。