交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响

由于交直流系统的相互作用,在交流输电系统中出现暂态功率倒向并导致纵联方向保护误动事件的实例已经出现。基于国际大电网会议（CIGRE）直流输电标准测试系统,研究当逆变侧交流系统故障时,直流输电系统的响应特性及交流输电系统的故障电气特征。分析了交直流互联电网环境下,在交流系统故障的暂态过程中暂态功率倒向的机理、交流故障特征量的变化及对继电保护的影响,并提出了可采取的技术措施。     

过渡电阻对特高压交直流混联电网暂态功率倒向的影响分析

对于特高压交直流混联电网,当直流系统逆变侧发生换相失败后,交流系统有可能出现暂态功率倒向现象并导致交流线路保护发生误动。为此,对交流系统暂态功率倒向现象及其产生机理进行了研究;并利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了特高压交直流混联线路的仿真模型,分析了故障点过渡电阻的大小对暂态功率倒向现象的影响。仿真结果表明:随着过渡电阻的增大,倒向功率先减小后增大。通过减少突变量正方向元件的动作区域或者设置一定的延迟时间(一般取40 ms)闭锁纵联保护,可以防止由暂态功率倒向引起的线路保护误动。     

交直流系统连锁故障引发功率倒向方向保护策略

针对目前交直流混联系统连锁故障引发的功率倒向导致纵联方向保护存在适应性的问题,以交流线路发生率较高的单相接地故障为例,在分析了过渡电阻对功率倒向和工频故障电流频率偏移影响的基础上,根据故障后母线电压突变量、故障点电压突变量、补偿电压突变量幅值之间的关系提出一种基于补偿电压突变量的本地信息判据方法。该方法不需要通信设备的参与,仅靠本地的故障信息进行区内外故障判别,不受交直流混联系统功率倒向的影响,并利用频率修正算法对故障电流进行修正。利用PSCAD软件建模仿真验证了该方法的有效性。     

交直流混合系统受端电网暂态电压稳定分析

随着南方电网西电东送规模的日益扩大,受端电网的暂态电压稳定问题日益凸显。深入探讨了南方电网的受端系统的暂态电压稳定问题出现的机理和影响因素,通过对失稳故障的分析表明交流线路、直流换流站的无功需求会逐步恶化受端系统的稳定性,最终由局部地区的负荷失稳导致整个区域发生电压崩溃。针对失稳故障分析比较了相应的稳定措施,其中动态无功补偿措施能够有效地抑制异步电动机诱发的电压崩溃。     

交直流混合系统受端电网暂态电压稳定分析

随着南方电网西电东送规模的日益扩大,受端电网的暂态电压稳定问题日益凸显.深入探讨了南方电网的受端系统的暂态电压稳定问题出现的机理和影响因素,通过对失稳故障的分析表明交流线路、直流换流站的无功需求会逐步恶化受端系统的稳定性,最终由局部地区的负荷失稳导致整个区域发生电压崩溃.针对失稳故障分析比较了相应的稳定措施,其中动态无功补偿措施能够有效地抑制异步电动机诱发的电压崩溃.     

功率倒向单回故障双回跳闸的事故分析

功率倒向单回故障双回跳闸事故是在多个隐患的共同作用下,由天气原因的接地故障逐步扩大而引起的。通过分析得知第一次故障并未造成电网事故,只是因为PT断线重合闸退出,甲站102断路器未重合。但第二次故障由于甲站102跳闸线路I回发生功率倒向,由此引出双回线形成环网运行定值失配的隐患,再加上甲站双回电源线运行在同一段母线,造成甲站全站失压,更严重的是还有3座变电站是通过甲站多级串供电,结果就导致4座110kV变电站全站失压。     

交直流系统暂态仿真中换流器的换相过程分析

交流系统故障引发换流器的换相失败是直流系统中常见的故障,在暂态稳定仿真中如何模拟这一过程始终是个难点.文章详细分析了直流系统中整流器、逆变器在换相电压不对称条件F的具体差异,通过对换流器的换相角和实际熄弧角的计算,构造了判别换流器换相失败和3-4运行的详细流程,并结合修改后的EPRI-36节点系统进行了算例分析,证明了文中所提方法是可行的、合理的.     

交直流混联电网暂态安全域构建方法研究

为了研究交直流混联系统暂态稳定性评估方法,基于新英格兰10机39节点交流系统改造后的交直流混联系统,利用PSD-BPA软件,对纯交流系统和交直流混联系统的交流母线三相短路故障进行暂态稳定性数值仿真分析,并运用MATLAB程序求解其有功功率注入空间上的暂态安全域.最后可知直流传输容量在一定范围内增加时,二维暂态安全域边界...     

大规模交直流电网电磁暂态数模混合仿真平台构建及验证：(一)整体构架及大规模交直流电网仿真验证

随着中国特高压交直流电网快速发展,交直流、多直流之间相互影响加剧,电网安全运行面临严峻挑战,对仿真工具的性能提出了更高的要求。对接入实际直流工程的控制保护装置进行数模混合仿真是当前对大规模交直流系统动态特性进行仿真所采用的较为准确的仿真手段。文中在原有数模混合仿真技术基础上,提出了适用于研究大规模交直流混联电网运行特性的新一代数模混合仿真平台构建方案。该方案以大规模电磁暂态实时仿真软件HYPERSIM和超级并行计算机SGI为数字仿真核心,接入全部在运直流工程的控制保护装置及其他类型电力电子控制保护装置,解决了大规模特高压交直流电网高精度仿真试验研究的难题,并且实现了同时接入8回直流工程控制保护装置、电磁暂态仿真规模超过6 000节点的数模混合实时仿真。通过对实际电网故障的反演和结果对比,验证了所构建仿真平台方案的有效性。     

交直流混联电网中交流暂态侵入对直流继电保护的影响分析

为减少交流系统故障情况下直流继电保护误动作事故的发生,引入交流暂态侵入(IAST)的概念,为交直流混联系统中直流继电保护的设计与运行提供新的视角。首先分析了IAST及其暂态响应的机理、形式、特征等。在此基础上,分析了IAST给直流继电保护带来的问题和挑战。结果表明,IAST使得换流器区保护与换流变压器区保护之间的权责不清,导致以100 Hz保护为代表的直流保护与交流保护之间的时序配合不当,影响到直流保护的动作定值与性能。在保证直流输电系统一次设备安全的前提下,可通过改进保护逻辑、优化定值等手段,最大限度地提高交直流混联系统的运行效率和可靠性。     

基于异步迭代的交直流互联系统分布式动态潮流计算

交直流互联电网与调度中心独立计算模式之间存在矛盾,给电网分析和监控带来种种弊端.为克服这一矛盾,在基于异步迭代模式的分布式动态潮流(ADDPF)算法的基础上,提出了以高压直流线路为联络线的交直流互联系统ADDPF算法.该方法针对两端直流系统,直流线路在其两端子系统重复建模,内层交直流潮流计算采用交替求解法,外层将直流线路等值为交流线路构造不动点迭代格式,不断修正外边界节点注入功率实现全网潮流计算.将IEEE标准系统扩展为交直流系统进行测试,可获得与全网一致的动态潮流解.     

交直流混合电网仿真初始化方法

为了提高大规模交直流混合电网的初始化稳定收敛速度,采用人工神经网络拟合复杂的阻抗、谐波、控制特性,然后将其嵌套进基于改进节点法的三相基波潮流计算框架中进行迭代修正。为了提高大规模交直流混合电网的初始化效率,提出了基于多端口等值的并行初始化计算方法。分别采用含光伏电站的IEEE 33节点和330节点交直流混合电网算例进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

考虑换流变压器变比调节的交直流系统分布式动态潮流

交直流电网互联在一起,而调度中心采用独立计算模式,二者之间存在矛盾,给电网分析和监控带来种种弊端.在基于异步迭代模式的以高压直流线路为联络线的分布式动态潮流算法(ADDPF)的基础上,补充提出了考虑换流变压器变比调节的交直流互联系统ADDPF算法.通过将直流边界节点状态量选为交流母线电压幅值、相角及换流变压器变比,增加...     

系统惯性时间常数对互联电网暂态稳定水平的影响

由于区域电网的互联,整个系统的惯性时间常数将会发生明显变化,继而会影响整网的暂态稳定水平。基于暂态能量函数法,通过对等值2机系统进行数学推导并作暂态稳定分析,研究了系统在各种运行方式下,2端机组惯量变化对电力系统暂态稳定水平产生的影响,比较了两端机组惯量变化分别对系统暂态稳定性的影响,并发现了系统机组惯性时间常数对系统暂态稳定水平造成的影响与系统的负荷水平及初始工况有关。在理论分析的基础上,结合相关算例在各种运行方式下进行了仿真研究,仿真结果验证了分析结果的正确性。     

含风电的交直流互联电网AGC两级分层模型预测控制

随着大规模风电接入交直流互联电网,传统的自动发电控制(AGC)方法难以有效地抑制风功率波动带来的频率稳定问题。为此,提出基于两级分层模型预测的AGC策略。该两级分层控制方法在下层对多个区域电网采用分散式模型预测控制;在上层对下层分散的控制器采用动态协调控制方式。以含多电源的两区域交直流互联电网AGC模型为例,仿真结果表明:与集中式模型预测控制和分散式模型预测控制方法相比,文中所提控制策略不仅对频率和联络线功率等具有良好的控制效果,还兼具高可靠性。     

高压直流工程中交直流系统协调控制接口方式

为了确定当前高压直流工程中交直流系统协调控制较优的接口方式,介绍了稳控设备与直流极控系统的两种接口方式——电接口方式和光纤接口方式,分析了这两种方式的优缺点。指出虽然电接口方式简单易实现,被多数国内已投运的直流工程所采用,但它只能采用档位粗调的调制策略,在灵活性、快速性和可靠性方面有一定缺陷。分析显示,光纤接口方式可以解决上述问题,因此,在后建的直流工程中必然会得到更多的应用。     

柔性交直流混联电网系统级可靠性评估

直流孤岛方式下,直流送端与交流电网之间没有直接的电气联系,减小了对交流系统的影响,提高了远距离输电的稳定性。与此同时,交直流混联电网可以更大范围均衡潮流,提高可再生能源的接入范围,是未来电网的一个重要发展趋势。然而,目前针对实际电网在交直流混联、直流孤岛方式下的可靠性评估的研究较少,2种方式对交流主网的可靠性影响未知。因此,该文基于多端柔性直流互联装置可靠性模型建立了交直流混联、直流孤岛2种方式下的可靠性评估模型。在此基础上,结合张北地区新能源接入案例,通过定性、定量分析了交直流混联及直流孤岛方式下,张北柔性直流系统接入对北京电网的可靠性影响。算例结果表明,张北柔性直流系统通过交直流混联或直流孤岛方式接入不会影响北京电网的可靠性。