特高压运行控制

特高压交流输电试验示范工程运行电压高,输送功率大,电压、潮流波动控制要求严格,因此如何做好特高压交流输电试验示范工程的运行控制工作是特高压交流输电试验示范工程正式投运后的重点工作之一.该文回顾了特高压交流输电试验示范工程投入商业运行后的运行情况,总结了特高压交流输电试验示范工程运行的特点与控制要求,分析了目前在特高压交流输电试验示范工程控制上的重点与难点,在此基础上,提出了相应的运行控制措施与控制策略.     

华东电网特高压网架电压波动影响因素及波动率指标

华东电网作为世界上特高压直流输电系统馈入最多的受端电网,其电压稳定问题十分重要。阐述了华东电网特高压架构的特点,作为电压波动分析的前提;根据特定特高压变电站数据,详细分析华东特高压网架电压波动因素;对现有标准规范的电压波动指标进行梳理,并结合华东电网运行数据,从时空维度对电压波动情况进行比较分析;针对华东电网的特点,提出抑制特高压网架电压波动的解决思路,为特高压交流系统及其扩建工程系统的电压控制提供运行经验。     

考虑线路潮流波动对母线电压影响的特高压交流电网电压控制策略

为了提升特高压交流电网母线电压的控制效果,根据特高压电网建设现状,分析了线路潮流波动对母线电压的影响,提出了以削弱电网潮流波动对特高压母线电压影响程度为最终目的,以电压控制实际值与目标值之差最小和系统动态无功储备增量最大为目标函数的控制策略。针对线路无功潮流对母线电压的影响,在目标函数中引入变电站间的无功电压灵敏度系数以降低变电站间无功功率流动量。实际电网仿真结果表明:所提控制策略能有效改善电压的调节效果,降低动态无功补偿的投入容量。     

交流特高压近区电网自动电压控制研究与实践

特高压接入给其近区电网的无功电压运行和控制带来挑战。结合工程实践,文中研究了面向特高压近区电网的自动电压控制方法。分析了特高压近区电网的无功电压运行控制特点,针对特高压有功潮流变化对近区电网母线电压影响大,电网电压波动大,多电厂、多变电站紧密耦合等运行特性,提出并实现了考虑特高压线路运行方式变化的敏捷电压优化控制技术,同时兼顾特高压近区电网内紧密耦合的多电厂之间、多变电站之间、电厂与变电站之间的协同,在保证电压安全的基础上,减少不合理的无功功率流动,避免不必要的电容电抗器等离散设备投切。所提出的方法已经在实际现场投入闭环运行,运行效果证明了其有效性和可行性。     

特高压直流输电换流站SVC与滤波器投切协调控制仿真分析

在弱交流系统中,换流站滤波器投切将引起较大的电压变化,影响直流系统的正常运行。基于云广特高压输电系统,采用PSCAD/EMTDC软件,搭建了特高压直流输电系统模型及站内静止无功补偿器模型,仿真分析了换流站在弱交流系统中,滤波器组投切对换流母线电压的影响,同时对静止无功补偿器的定电压控制方式和协调控制方式进行仿真对比。仿真结果表明,SVC与换流站滤波器投切协调控制策略,能够减小滤波器小组投切时引起的电压波动,改善系统运行特性,为实际运行提供了参考。     

特高压交流试验示范工程无功电压控制策略研究

长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程投产后,特高压联络线无功电压控制策略较常规电压等级线路呈现新的特点,需兼顾特高压线路绝缘水平和电网安全稳定约束2个方面的要求。揭示了特高压系统电压变化的原因,分析了特高压与500 kV系统无功电压特性差异,采取仿真计算和实测曲线验证了理论分析结果,提出了特高压联络线电压控制措施,取得的成果已应用于特高压交流试验示范工程,并为今后特高压工程的无功电压运行控制提供依据。     

淮苏沪交流特高压线路无功电压特性分析

了解交流特高压线路的无功电压特性对电网的安全稳定运行至关重要。利用BPA软件搭建淮南—南京—上海特高压潮流等值系统,对线路的感性无功补偿度、高峰和低谷方式下无功平衡情况进行分析;计算出反映输电能力和无功平衡状态分界点的自然功率及广义自然功率;分析输电线路在不同运行方式下的沿线电压分布特性。计算结果表明:特高压输电线路的无功补偿充足,满足高峰和低谷方式下的无功需求;广义自然功率约为自然功率的28.65%~100%;在5中不同运行方式下沿线电压幅值的最大值出现在泰州站和苏州站之间且电压能够控制在合理的范围内。淮苏沪特高压交流输变电工程的无功资源配置情况,满足其安全稳定运行的要求。     

面向风火打捆的特高压直流输电工程弱送端强直弱交耦合特性研究

哈郑特高压直流是我国首个大容量风火打捆直流外送工程,送端电网存在多种安全稳定问题。分析了直流运行特性,提出了过渡期联网运行和孤岛运行的条件。研究了弱送端电网不平衡功率分配特性,为故障后保障重要交流通道安全稳定控制策略的制定奠定了基础。研究了特高压直流输电系统与750 k V交流电网耦合特性,指出配套火电的投运将使吐哈断面稳定问题由动态稳定转变为暂态稳定,二通道同时存在电压大幅波动和暂态稳定问题,给出了故障约束下特高压直流与二通道输电能力。分析了直流对青藏直流及藏中电网频率稳定的影响规律,研究了风火不同比例下直流故障引起的电压波动问题,为西北电网的运行控制提供了参考依据。     

基于稳态特性的特高压半波长与直流混联系统电压无功控制

基于半波长输电系统准稳态模型,建立了特高压半波长与直流混联系统,即通过直流线路异步联网的系统间接入半波长输电线路的系统方程,结合直流线路滤波器投切、送受端无功补偿装置等,研究了半波长输电线路两侧端口处系统电压和无功特性,提出了半波长不同送电功率和直流运行功率变化时基于系统的稳态潮流特性的特高压半波长与直流混联系统的送受端联合电压无功控制方案,分析了不同送电功率和负载功率因数情况下半波长输电线路的电压和电流分布特性,以及直流运行功率变化对半波长输电系统潮流电压的影响。     

特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略

为缓解特高压直流馈入受端电网后造成的多个交流输电通道紧张的问题,提高换流站交流母线暂态电压支撑强度和稳态调压能力,首先基于电网络理论推导了统一潮流控制器(UPFC)对输电线路电流、交流母线电压的控制灵敏度,分析了利用UPFC系统级控制功能(线路有功/无功潮流控制以及并联换流器无功功率控制)实现输电线路过载控制和交流母线电压调节的可行性。在此基础上,提出了一套特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略,以监控系统运行参数并自动生成满足系统安全稳定约束的UPFC系统级控制指令值。最后,以锦苏直流落点附近的苏南500 kV UPFC示范工程作为仿真算例,验证了所提出的控制灵敏度分析的有效性和UPFC系统级控制策略的可行性。     

特高压交流电网的无功电压控制

特高压交流电网是长距离大范围平衡能源供需、建设坚强智能电网和全球能源互联网的关键。特高压交流电网正在稳步发展中,无功电压控制是保证特高压交流电网安全可靠经济运行的重要手段。文中总结了特高压交流线路的无功、电压特性,指出了特高压交流电网在无功电压控制方面存在的困难;从独立控制、与近区电网协调控制、大电网全局优化三个方面综述了特高压交流电网的无功电压控制方法。最后,结合特高压电网的无功电压控制现状分析和发展趋势,指出了特高压交流电网在无功电压控制研究中的几个发展方向。     

大型光伏电站并网逆变器无功与电压控制策略

随着大型光伏电站装机容量的不断增加,光伏发电单元本身的光照强度、温度变化等都会引起并网电压波动甚至越限,大型光伏电站必须参与调压控制,必要时给电网提供紧急无功支撑。针对该问题,首先以某40MWp光伏发电项目为例,对线路阻抗引起的电压波动和偏差进行了量化分析,理论分析表明:随着有功输出的进一步增加,线路电抗的影响要大于线路电阻的影响,并网电压的幅值逐渐减小。在此基础上,通过对并网逆变器在不同控制方式下无功容量及其无功补偿局限性的分析,提出了适用于大型光伏电站的并网逆变器无功与电压控制策略,并对具体实现方式、无功分配方案、光伏发电单元无功优化等问题进行了深入分析。最后,通过算例仿真验证了所提无功与电压控制策略的正确性和可行性。     

基于UPFC/BESS的大电网新能源系统功率波动柔性跟踪控制研究

随着新能源发电技术的快速发展,对大电网新能源系统灵活交流输电技术提出了新的要求。为了解决大电网新能源发电波动性、间歇性及负荷突变等引起的功率波动和电网稳定问题,提出了一种新型基于蓄电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)装置。建立了含风电、光伏发电和UPFC/BESS的大电网新能源系统数学模型,基于广域测量系统(wide area measurement system,WAM S)技术设计出UPFC/BESS关于抑制新能源电力功率波动的柔性跟踪控制方法,该方法使储能装置柔性交换系统的有功功率和无功功率,消除了有功波动对节点电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果表明,UPFC/BESS具有较强的有功调节控制能力,能够快速抑制大电网新能源接入系统的负荷与电源功率波动。     

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。     

安徽电网自动电压控制系统的实施与效果

章结合安徽电网无功电压运行管理情况，对建设安徽电网自动电压控制(AVC)系统的目的、意义进行了阐述，对部分投入AVC系统的发电厂和供电公司进行了实施效果分析。带来的效果是：AVC控制区对外联络线界面无功潮流交换减少；同一电厂机组之间无功出力分配合理；线路无功潮流交换平稳，枢纽点电压波动幅度减小；重负荷联络线有功损耗减少等。章还对今后AVC系统控制策略提出了建议。如建议华东网调将500kV变电所的低抗和变压器分接头的调控权下放省调；当区域性无功平衡和电厂母线电压调整有冲突时首先考虑安全性，其次再考虑经济性。     

特高压同步电网安全性评估

重点研究特高压同步电网是否能满足我国电力系统安全稳定性的标准要求。在总体评估特高压同步电网安全稳定性的基础上，探讨进一步利用新技术提高系统安全稳定水平的可能性及效果。电网安全性分析的内容主要包括：电力系统的潮流及静态安全分析、暂态稳定性、动态稳定性、抵御严重故障能力及稳定控制措施、特高压交、直流输电系统相互影响及送、受端系统安全、无功平衡及调压、短路电流水平、提高系统稳定性及特高压电网输电能力的先进技术措施等。     

具有快速跟踪能力的电压型PWM整流器直接功率控制

在现行电压型PWM整流器的直接功率控制策略中,利用开关表同时对有功功率和无功功率进行调节,对无功功率的调节能力强于对有功功率的调节.则导致了在暂态和抗扰过程中有功功率、直流电压出现较大的波动,系统跟踪给定速度慢,对负载运行不利.对此,提出了根据有功功率瞬时值与给定有功功率的差值设定无功功率给定值的新策略.该新策略有效地抑制了直接功率、直流电压的波动,加快了有功功率、直流电压的跟踪速度,提高了系统的抗扰能力.仿真结果证明了该新策略的可行性.     

特高压半波长交流输电系统稳态及暂态运行特性

分析了半波长交流输电线路的特性,验证了在仿真分析中半波长线路的分段等值法的准确性.通过仿真分析,得出半波长线路接入特高压电网中的稳态及暂态特性:包括功率以及功率因数对沿线电压分布的影响,线损率、输电网潮流分布、甩负荷以及故障情况下输电线路沿线过电压情况.仿真结果表明,沿线在输送超过自然功率时会出现过电压,功率因数影响沿...     

政平换流站的无功功率控制

龙泉-政平±500kV直流输电系统自2003年6月正式投运,起着联系华中和华东两大区域电网的重要作用,研究其无功功率控制软件RPC的功能、结构和控制方法对其安全可靠运行和其他直流输电工程建设有着重要意义。为此介绍了政平换流站绝对最少滤波器等控制功能的控制模式。并简要说明了该站无功功率控制系统运行情况,指出需注意的问题以供同行业参考。     

电力市场环境下的无功潮流优化

为了满足电力市场环境下的无功潮流优化运行,详细分析了电力市场环境下无功成本的发生;由于系统发生故障或系统负荷增长而造成系统的无功短缺是电压失稳的主要原因,提出了一个简单实用的故障筛选和排序方法,并以严重事故下电压稳定作为约束条件建立了电力市场环境下无功潮流优化的数学模型,再用免疫算法求解此模型。IEEE-30系统算例结果表明该模型的正确性和算法的可行性。详细比较不同电压稳定标准下及不同体制环境下无功潮流优化的结果得出,在电力市场环境下必须将减少无功成本纳入无功潮流优化目标函数中。