基于ADPSS的特高压直流输电控制保护系统开放式建模

目前特高压直流输电控制保护系统的仿真模型主要是基于典型的控制保护结构进行构建,难以准确地模拟实际特高压直流输电特性,且商业仿真软件大多提供封装式模块,难以根据实际情况进行修改和自定义建模。因此有必要搭建开放式特高压直流输电控制保护模型,以便准确地模拟实际特高压直流输电工程的控制保护特性。ADPSS可实现交直流机电暂态与电磁暂态混合仿真,在解决交直流混联电网建模问题上具备独有的优越性。在ADPSS平台上搭建了基于实际特高压直流输电工程的开放式控制保护系统,包括完整的换流器控制系统、换相失败预测控制与换相失败保护等。通过对比实际工程实验和所搭建的仿真模型在控制指令阶跃响应仿真与逆变侧交流系统故障仿真下的结果,验证了基于ADPSS的控制保护系统模型的准确性和有效性。     

面向变电站安全隔离的一体化通信分析平台构建

为有效提高检修和改扩建过程的可靠性与安全性,构建了面向变电站安全隔离的一体化的通信模拟与分析平台。依据ADPSS所需要仿真的一次系统的规模和配置信息,确定以IEC61850 SCL来描述一次元件及其配置信息的方法,实现了一次仿真建模配置和一二次系统的模型关联。把针对一次动态闭环仿真的ADPSS测试技术纳入基于站内IEC61850模型配置SCD文件的二次系统调试分析架构。在所构建的一体化的通信模拟与分析平台基础上,提出了典型的二次系统运行状态切换方案。通过模拟变电站带电运行状态,反复试验二次设备的检修、修改、更换等实际操作,提高检修和改扩建过程的可靠性与安全性。     

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。     

协调分布式潮流控制器串并联变流器能量交换的等效模型

由分布式潮流控制器的特性出发,建立了反映内部3次谐波能量动态交换的基于电流注入法和功率解耦控制法的分布式潮流控制器等效数学模型,设计了以3次谐波能量平衡为基础的串并联控制器。基于电力系统全数字仿真装置(ADPSS)的电磁暂态仿真功能和用户自定义模型功能,分别建立了分布式潮流控制器的仿真平台;基于该电磁暂态实验平台,通过分布式潮流控制器等效模型与电磁暂态模型仿真结果的对比分析,验证了所建分布式潮流控制器等效数学模型的正确性;基于机电暂态中用户自定义模型功能,在WSCC9系统和某500kV实际电网进行了稳态功率调控实验,证明了所建模型的有效性。     

交直流混联系统机电—电磁暂态混合仿真研究

大规模高压直流跨区输电、交直流混联使电力系统的动态特性更加复杂,仿真分析成为研究交直流混联大电网的重要工具。传统电力系统暂态仿真主要分为机电暂态仿真和电磁暂态仿真。前者适用于开关切换不频繁、仿真步长较大的工频元件,可实现大规模系统仿真。后者适用于开关频繁切换、小步长仿真的电力电子元件,可实现对小系统的详细建模仿真。通常,仿真的规模与仿真元件的精细程度之间存在矛盾。为研究直流系统控制模型对混联系统动态特性的影响,兼顾两种仿真方法的优点,采用中国电力科学研究院开发的ADPSS仿真软件,分析了计及脉冲发生机制和定电压控制器的仿真差异。并用IEEE39节点为基础的扩展系统进行验证,可为含有大量电力电子器件接入的交直流混合系统提供更高效、更准确的建模方式。     

基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究

为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城（湖北江陵-广东鹅城）高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置（ADPSS）的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。     

直流机电暂态与电磁暂态模型在低频振荡分析中的比较

对交直流混合运行系统进行低频振荡分析时,直流系统通常采用机电暂态仿真模型。介绍了直流系统的机电暂态和电磁暂态两种仿真模型,在电力系统全数字仿真装置（ADPSS）平台上建立了EPRI36系统和某实际电网系统的机电暂态模型和机电-电磁暂态混合仿真模型,分别用于低频振荡分析。采用基于总体最小二乘-旋转不变技术的信号参数估计（TLS-ESPRIT）算法,分析故障后的振荡功率信号。提取低频振荡主导振荡频率、阻尼比等信息进行模态分析,并对分别利用两种仿真模型进行仿真得到的低频振荡分析的结果进行比较。结果表明,直流线路分别采取两种仿真模型时,仿真结果较为吻合,低频振荡分析的结果基本相同,机电暂态模型具有较高的实用价值。     

主网扰动对机场供电系统电能质量影响的定量分析及应对措施

随着电网的发展,供电可靠性不断提高,电能质量成为机场供电系统正常供电的重要影响因素。归纳总结了主网的扰动及其对机场供电系统的危害。通过对已有仿真软件适用性的比较,提出基于电力系统全数字实时仿真装置（数据兼容性好、性价比高）的主网扰动产生影响定量分析方法,并提出采用静止无功补偿器进行电压动态调节的应对措施,为已有机场供电系统的运行与控制、未来机场供电系统的规划与设计提供有力的分析手段,对保证机场供电系统的安全稳定运行具有积极意义。     

大型变压器中性点串接抑制直流电流电容后对继电保护影响分析

直流输电系统双极不对称或单极大地回线运行时产生的地电流会导致变压器直流偏磁,影响变压器及交流系统的安全稳定运行。以某500 kV变电站主变压器直流偏磁为例,在其变压器中性点加装电容设备以抑制直流偏磁,但这会改变主变压器的零序阻抗,对零序电流保护和接地距离保护造成影响。为了研究对这些保护造成的影响,进行了理论分析研究,并对理论分析的结果进行了仿真验证。结果表明,在主变压器中性点加装小阻值容抗不会对相应继电保护的性能造成影响。     

西北电网数字仿真实验室的建设

为提升电网仿真计算能力,解决大型风电并网、大容量直流多点外送、柔性交流输电技术应用及超大规模同步电网稳定等重大技术问题,西北电网公司于2009年建成"多类电源送端电网数字仿真实验室"。介绍了实验室的配置、功能、主要性能指标以及基于该实验室的若干重大仿真试验研究工作。最后展望了实验室的发展前景。