不对称短路时电抗型故障限流器对暂态稳定性的影响

针对单机对无穷大系统,提出了在输电线路不同位置发生不对称短路故障时,故障限流器(FCL)投入电抗后对暂态稳定性影响的分析方法.基于功角特性曲线分别详细分析了在单相接地短路、两相接地短路和两相短路故障下电抗型FCL对暂态稳定的影响情况.通过对接入电抗型FCL的电力系统进行不同类型故障下的暂态稳定时域仿真研究,验证了分析结论.     

电阻型超导限流器对电力系统暂态稳定的影响分析

加装超导限流器是目前最理想的限流措施之一,超导限流器接入电网后,改变了系统固有参数,影响电力系统暂态稳定性能。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了单机无穷大系统及3机9节点系统,对不同场景下系统发生三相短路故障时的发电机功角摇摆曲线进行仿真分析。通过对比系统安装SFCL和未安装SFCL时功角的摇摆曲线,得出了SFCL对暂态稳定性的影响规律。     

永磁偏置型故障限流器对系统暂态稳定性的影响

永磁偏置型故障限流器(permanent-magnet-biased saturation based fault current limiter,PMFCL)的使用会对电力系统的暂态稳定性产生一定影响。为此,首先介绍了PMFCL的基本工作原理,并以单机无穷大系统为例,利用正序增广网络建立了含PMFCL的暂态稳定分析模型;其次基于发电机功角曲线和等面积法则,详细分析了在输电线路不同位置发生不同类型的短路故障时PMFCL限流电抗值以及故障切除时间对系统暂态稳定性的影响;最后通过时域仿真计算出发电机在不同短路故障类型下的输出功率最大值和功角变化曲线。结果表明:输电线路发生三相对称短路时,PMFCL限流电抗值越大则越有利于系统的暂态稳定性;线路中间部分发生单相接地故障时,限流电抗值越大则越不利于系统的暂态稳定性,此时可适当延长故障切除时间来改善系统的暂态稳定性;两相接地短路和两相短路故障下,PMFCL对系统暂态稳定性的影响规律基本一致。以上针对PMFCL对系统的暂态稳定性影响所开展的研究,为PMFCL的元件参数优化提供了参考,也为其实际应用提供了理论依据。     

新型SFCL与STATCOM在风电并网系统的联合应用研究*

针对风电并网系统中发生三相短路故障电压跌落的问题,提出一种新型超导故障限流器(SFCL)与静止同步补偿器(STATCOM)联合应用的方法。通过搭建仿真模型,在电压稳定性改善与短路电流抑制两方面分别设置3种方案,将方案相互对比得出结论。在电压稳定性改善方面,新型SFCL与STATCOM联合控制效果最优;在短路电流抑制方面,单独利用新型SFCL控制效果最优。综合两方面考虑,利用新型SFCL与STATCOM联合控制对提高风电并网系统暂态稳定性效果最优,其不仅可以减小风电系统并网处母线电压跌落程度,还能抑制故障短路电流,维持系统暂态稳定。     

新型固态故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响

基于固态限流器在电力系统中应用的研究,以一个简化的单机对无穷大系统发生三相对称短路为例,从系统暂态稳定的角度,分别详细分析了电抗型与电阻型两种新型固态限流器的行为特性,验证了固态限流器对于提高系统暂态稳定性的显著作用,归纳出电抗型限流器与电阻型限流器作用于系统暂态稳定特性的特点与差异。     

三相重合时序对系统暂态稳定性影响的机理分析

发现合于永久故障时,三相重合闸时序对系统暂态稳定性有较大的影响,以单机无穷大系统为例探讨其机理.考虑故障点位置变化.计算分析了交流线路从发生三相短路至三相断路器跳闸、三相重合于永久故障直到后加速三跳的整个过程中发电机至无穷大系统间的等值电抗,进而推导出系统电磁功率的解析表达式.由此发现合于永久故障时,系统复合序网的构成与连接、系统转移电抗及电磁功率幅值均取决于重合时序. 利用等面积法则从机理上剖析了三相重合时序对系统功角稳定性的影响.并据此提出了由等值电抗较小一侧首先重合的策略.鉴于多机系统中转移电抗求取面临一定困难,提出了离线计算与在线整定相结合的实用整定策略,仿真结果表明该策略正确、有效.     

电网短路故障下DFIG的电磁特性研究

对电网短路故障下双馈感应发电机（Doubly Fed Induction Generator,DFIG）的电磁特性进行研究以提高DFIG的故障穿越能力。在对实际电网进行简化的基础上,利用电路理论的换路原理以及KVL、KCL定律分别对电网三相短路故障发生时和切除时DFIG定子磁链的动态特性进行了理论研究;仿真分析了电网不同地点、不同短路故障类型下DFIG定子磁链和转子电流的变化特性。研究结果表明,电网短路切除时DFIG定子磁链发生突变,在线路电阻电抗比较小的情况下定子磁链跃变为稳态值而不出现暂态直流分量,从而短路切除时转子中不会出现暂态冲击电流。理论研究与仿真分析表明,短路发生时与切除时DFIG具有不同的电磁动态。     

计及感应电动机参数的微电网暂态电压稳定性分析

为分析微电网受三相短路故障扰动后,电压稳定性随动态负荷参数变化的影响,本文设计了一种风光储微电网电压稳定性控制策略,分析不同条件下微电网暂态电压稳定性。由仿真结果可知,感应电动机参数变化对微电网暂态电压稳定性产生不同程度影响,其中增大感应电动机定子电阻、定子电抗、转子电抗、负载转矩、互感和负荷比例,微电网暂态电压稳定性减弱,而增大转子电阻和惯性时间常数,微电网暂态电压稳定性得到增强。     

双馈型风电场接人电网的暂态稳定性分析

分析了双馈型风电场接入输电系统后的暂态特性以及对电力系统暂态稳定性的影响,建立了数学模型.在变换器建模方面,转子侧变换器的矢量控制实现了有功功率和无功功率的解耦控制,网侧变换器的矢量控制使直流母线电压保持恒定并可调节输入系统的无功功率.通过仿真研究了输电系统发生三相短路故障时对电力系统本身和双馈型风电机组暂态稳定特性的...     

双馈型风电集中接入对暂态功角稳定的影响分析

大规模双馈型风电集中接入对电网中传统同步机组暂态功角稳定有重要影响。以含双馈型风电集中接入的单机无穷大系统为对象,分析了风电对暂态功角稳定的影响。首先根据三相短路故障下具备低电压穿越能力的双馈风电机组暂态特性,得到了其阻抗等效模型。其次,推导了双馈型风电直接接入与等容量替换同步机时的系统同步机功角特性方程,并分析了风电接入比例与传输线电抗对功角特性方程的影响,以及两种风电接入方式对系统加减速面积、不稳定平衡点、稳定裕度的影响特性。然后,利用等面积准则分析了双馈风电接入对暂态功角稳定的影响。研究结果表明,双馈风电直接接入时,同步机暂态功角稳定性降低;等容量替换同步机时,同步机暂态功角稳定性提高。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性。     

超导限流器对电力系统继电保护和暂态稳定的影响

电力系统的高速发展导致了系统短路电流水平急剧增加,超导限流器SFCL(Superconducting Fault Current Limiter)是目前最理想的限流装置.本文详细介绍了含有超导限流器的电力系统的功率特性,并利用等面积准则分析了系统暂态过程,在理论上解释了超导限流器对电力系统暂态稳定的影响;由于超导限流器在电力系统中应用会对继电保护产生影响,尤其是对于距离保护影响较为明显,本文后部分详细分析了超导限流器对距离保护的影响,提出了新的整定方法,最后通过仿真实例对新的方法进行了验证.     

饱和铁心型超导限流器对电力系统保护的影响

作为超导技术最典型的应用方案超导限流器（SFCL）能改善短路电流随系统规模扩大而快速增长的严峻情况,保障电网的稳定以及电气设备的安全,但同时对继电保护装置的正常运行也带来了影响。本文首先简要介绍了饱和铁心型超导限流器的结构和工作原理,之后详细分析了在电力系统中加装SFCL后对电流保护、距离保护、零序电流保护和纵联差动保护造成的影响,并在此基础上提出修改保护的整定值以及提高对SFCL的设计要求等解决办法以消除其对上述保护的影响,为SFCL在电力系统中的实际应用提供了参考。     

超导储能和超导限流器在电力系统应用中的比较

介绍了超导储能和超导限流器的发展现状和研究进程。针对它们在电力系统的应用情况,从稳定效果和控制方法方面比较了两者的优劣。超导储能和超导限流器都能有效地抑制电力系统功率振荡,其中,超导储能系统的控制复杂程度要高于超导限流器,但超导储能系统对电力系统的稳定效果要优于故障限流器。     

超导故障限流器对自动重合闸和继保的影响

随着电网容量的扩大,我国电力系统短路电流水平不断增加,需要在系统中安装一种有效的故障限流器——超导故障限流器(SFCL),以改善随着电力系统规模不断扩大而导致短路电流水平不断增大的严峻情况,提高供电的可靠性和系统的安全性与稳定性,而电力系统中装设的许多复杂的自动重合闸和继电保护装置的正常工作会被引入的SFCL阻抗变化特性影响。为此在概述了SFCL的原理和分类后定量分析了电力系统中不同位置安装的SFCL对系统自动重合闸和继电保护装置的影响,最后给出了不同SFCL合理的安装位置和SFCL安装后继电保护装置新的整定方法。     

不失超型SFCL特性仿真分析

对不失超型SFCL限流时的线路电路变化曲线进行了理论分析和仿真计算，研究了其对节点测量阻抗和线路电流谐波特性的影响，并就动作电流对其特性的影响进行了详细分析。仿真计算结果表明，不失超型SFCL的阻抗虽然随着线路电流周期性变化，但对线路电流谐波特性的影响不大，完全可用于电力系统，它对节点测量阻抗的影响与其动作电流有直接关系。     

Study of optimal combination between SFCL location and PSS type to improve power system transient stability

In this paper, authors present a method to select the optimal combination between the type of the power system stabilizer (PSS) and the location of a Superconducting Fault Current Limiter (SFCL) in an Electrical Power Grid (EPG) to improve the transient stability in case of fault. The angular separation between generators rotors when different types of short-circuit appears in the EPG is used as the main criterion of the proposed method to select this optimal combination. To complete the study, the optimal resistive value of the SFCL is evaluated to improve the global stability of the EPG. Results show that an optimal combination between the type of PSS, the location of SFCL in the EPG and the resistive value of SFCL exists in order to obtain the smallest variation of the angular separation of generators rotors, i.e. the best stability of the power system in case of fault.     

联络线三相金属性短路地点对电力系统暂态稳定性的影响

研究联络线故障水平对电力系统暂态稳定性的影响，对于电力系统的安全稳定评估与校核，以及暂态稳定预防控制都有着重要意义。分析了在不同地点的联络线上发生三相金属性短路时对于单机无穷大系统和两机系统的暂态稳定性的影响程度。在理论分析的基础上，结合有关算例在各种情况下进行了仿真，仿真结果验证了分析结果的正确性。     

单相重合时序对系统暂态稳定的影响

以单机无穷大系统为例,分析了系统下列故障暂态过程:单相接地短路;单相断路器动作,切除故障相;故障相投入单相重合闸;三相断路器动作,切除故障线路。以等面积法则为理论依据,从机理上分析了线路两端单相重合闸投入的顺序对系统暂态稳定性的影响,得出了由非故障侧首先投入单相重合闸可增加发电机转子在暂态运动过程中的减速面积、提高系统暂态稳定性的结论。对某电网500 kV线路发生单相故障进行了仿真:故障侧先重合,暂态功角稳定裕度在90.71%～100%间变化;非故障侧先重合,暂态功角稳定裕度于0.9、1.0、1.1 s重合时均保持在98.43%;在重合时间为1.1s时,故障侧先重合,暂态电压稳定裕度为11.52%,非故障侧先重合,暂态电压稳定裕度为98.73%,电压稳定裕度提高了7.57倍;在重合时间为1.2 s时,故障侧先重合,系统的暂态频率稳定裕度为30.20%,非故障侧先重合,系统的暂态频率稳定裕度为49.12%,频率稳定裕度提高了62.65%。     

直驱式风电场对电力系统的暂态稳定性影响分析

为研究大容量直驱式风电场并入对电力系统暂态稳定性的影响,建立了风速、风力机、轴系、直驱永磁同步发电机、全功率变流器的数学模型;研究了变流器控制策略和桨距角控制策略;并搭建直驱式风电场并网的仿真模型.以风电场并网点电压为研究对象,用电压跌落深度、电压冲击幅值、暂态电压恢复时间三个指标,对风电场出口故障、风电场突然切出、在同一点发生三相短路故障时不同风电场容量及三相短路故障发生在线路不同位置时对系统暂态稳定性的影响进行了分析.仿真结果表明直驱式风电场具有一定的低电压穿越能力;风电场突然切出时,并网点电压有小额增幅;风电场接入会改善系统的暂态电压稳定性,但当容量增大到一定程度时系统稳定性下降;随着故障点与风电场电气距离的增大,系统的暂态电压稳定性逐渐改善.