水电孤岛直流送出系统的频率稳定性研究

在考虑尾水管水压脉动的线性水轮机模型的基础上进行改进,设计了一种谐振函数来模拟尾水管的实际脉动情况,并建立了既考虑尾水管水压脉动又考虑弹性水柱的水轮机模型。采用时域仿真方法,验证了水轮机模型的准确性并分析了水力系统参数、调速器参数对送端孤岛直流送出系统频率振荡的影响。仿真结果表明,水力启动时间T_w、调速器参数K_D对送端孤岛系统的频率振荡影响较大,而弹性时间T_e对频率振荡的影响较小。在频率振荡的抑制方法方面,本文在原有的直流频率限制器模型的基础上进行改进,用二次低通滤波器代替一次滤波器并重新调整PI参数。由仿真图形可知,改进后的直流频率限制器抑制效果良好,可将送端频率有效地抑制在50Hz左右。     

直流孤岛送电系统的功率输送能力分析

传统高压直流输电系统存在送端孤岛运行的可能性,而直流孤岛送电系统的功率输送能力是其运行特性的重要方面,因此对直流孤岛送电系统的功率输送能力进行了针对性的研究。在PSCAD/EMTDC仿真程序中搭建了直流孤岛送电系统模型;通过理论计算和时域仿真2种方法分别绘制系统最大功率曲线,根据直流电流指令值变化速率的不同,分类讨论了慢速电流变化时的励磁模型和励磁参数对系统功率输送能力的影响、快速电流变化时励磁参数对系统过渡过程的影响;将所提方法应用于分析送端交流系统故障,阐述失稳机理并提出改善措施。仿真结果表明:基于功率输送能力分析的直流电流限幅和发电机强励措施能显著改善直流孤岛送电系统发生故障后的暂态响应特性。     

上海庙-山东特高压直流接入对宁夏电网的影响

为了研究分析2017年内蒙上海庙-山东特高压直流接入宁夏电网后对宁夏电网安全稳定运行产生的影响,分别从短路电流水平、直流短路比、暂态稳定特性、直流次同步振荡风险等多个方面进行了仿真分析。仿真结果表明:上海庙直流接入宁夏电网后会导致宁夏电网短路电流整体上升、直流送端系统有效短路比低、直流双极闭锁安稳装置拒动后系统失稳、直流配套电源存在次同步振荡风险等问题,建议加强蒙西电网网架,从其自身网架支撑该直流送出。     

高压直流输电系统孤岛运行调频策略

高压直流输电系统采用送端孤岛运行方式能够显著改善远距离送电系统稳定性和提升送电能力,其中孤岛系统的频率稳定性是决定能否孤岛运行的关键因素之一。结合前期天广、云广直流孤岛调试结果,阐明孤岛方式下优先利用直流系统频率限制器(frequency limitation control,FLC)平衡功率波动、放大机组一次调频死区作为后备措施、优先调整机组功率、利用FLC自动跟随的调频策略。针对孤岛方式下直流双极跳闸后出现的部分机组调相运行的现象,利用电力系统功率扰动的3阶段分配原理解释了产生原因,提出避免机组长时间调相运行的控制策略。现场试验结果验证了所提调频策略的有效性,为未来直流孤岛运行方式安排和控制措施的确定提供了依据。     

送端孤岛直流系统与火电机组配合起动方法

火电机组响应特性较慢而直流系统响应较快,因此大型火电能源基地采用孤岛方式经直流送出时,会遇到直流系统与火电机组配合起动的问题。分析和提出了超/特高压直流工程最小直流起动功率,采用实时数模混合仿真工具研究了直流系统与火电机组特性的起动配合方案和过程。对采用不同类型调速器的机组特性和直流起动的配合及参数优化取值进行了详细仿真。论证了机组起动能力与直流起动过程中的频率控制的可行性。研究结果可为大型电源基地输电工程规划、工程建设和运行等工作提供技术参考。     

楚穗直流孤岛系统安稳策略研究

对楚穗直流孤岛方式下的各种故障后系统的稳定性进行了计算分析,指出了主要存在的稳定问题。分别针对孤岛方式下线路N-2故障、楚穗直流极或阀组闭锁以及直流保护引起楚穗直流功率突降等情况进行了具体研究分析,提出了相应的安全稳定控制策略。     

云广直流孤岛系统单极闭锁后频率动态过程优化

直流送端孤岛运行方式下发生直流单极闭锁时,孤岛系统频率将显著升高,由于运行极仍参与孤岛系统调节,控制孤岛系统频率在运行极承受范围以内是保证孤岛系统安全稳定运行的关键。从发电机转子运动方程出发,分析发电机的输入机械功率、输出电磁功率和转动惯量三个因素在直流闭锁后频率动态过程中的作用。对于直流单极闭锁后孤岛系统频率爬升阶段,提出通过优化调速器参数、优化直流过负荷控制、连锁切机三者相结合的方法以降低频率峰值。对于频率回降阶段,分析指出机组PSS反调导致的电压大幅下降会导致直流进入逆变器电流控制模式降低功率,减缓频率的恢复速度,并提出了改进措施。仿真结果验证了所提出的频率优化方法的有效性。     

利用直流输电抑制交直流系统次同步振荡的仿真研究

在交直流联合输电系统中，由于大机组轴系的弹直流系统常规控制扔相互作用，可能引起形态复杂的振荡一次同步振荡（ＳＳＯ）。但是直流系统是一个快速可控的有源系统，因而有可能通过分析与研究ＳＳＯ的机理和规律，采用适当的ＨＶＤＣ控制措施，变消极影响为积极因素反过来抑制大轴的扭振。本文从ＨＶＤＣ控制系统出发利用次同步振荡时的特征表现，给ＨＶＤＣ设计了一个附加控制器。仿真结果表明该顺能有效的抑制镒同步振荡。     

多机系统直流输电引起的次同步振荡的研究

本文导出了由多机系统直流输电引起的次同步振荡的线性化数学模型,并对一多机系统直流输电引起的次同步振荡问题进行了特征值研究,讨论了直流输电控制方式、控制参数及运行工况对次同步振荡的影响。     

云广直流孤岛系统逆变侧交流故障仿真研究

云广特高压直流孤岛运行时,送端电网短路比和有效惯性常数显著低于联网方式,承受扰动能力较弱。如果逆变侧交流系统发生接地故障导致逆变站换相失败,直流电压和直流功率将大幅降低,引起送端孤岛系统过电压和频率升高。利用PSCAD/EMTDC电磁仿真软件,针对云广直流孤岛系统两种典型运行方式,研究了逆变侧交流系统故障对送端孤岛系统的影响。仿真结果表明:逆变侧交流系统故障引起的直流换相失败持续时间越长,整流侧交流系统短路比和有效惯性常数越小,送端孤岛系统受故障影响越严重;云广直流在两种典型孤岛运行方式下,逆变侧交流系统发生故障时,送端孤岛系统都能保持暂态稳定。     

配网末端交直流系统功率互济方法研究

配电变压器在电力系统运行过程中会因负荷率较低存在欠载运行,也会因负荷率过高存在过载运行,同时过电流状态将造成设备过热及烧毁现象,严重影响电力系统供电的可靠性与经济性。为满足配网末端系统的动态平衡、经济与可靠运行,首先,根据每日不同时段配电变压器的负荷率确定电池储能装置充放电状态,提出在配网末端用户每日谷时段(22:00—次日8:00)对电池储能装置进行充电,而在用户每日峰时段(8:00—22:00)电池储能装置将储存的电能释放回电网的控制策略,以避免配网变压器出现欠载与过载现象;然后,建立了以储能为核心的交直流配网系统实现对配网末端的有功互济及就地无功补偿控制策略,并根据负荷功率变化提出了系统储能设备容量的基本配置方法;最后,通过仿真验证了所提功率互济控制策略的可行性。     

直流楼宇供电系统的设计要求分析与研究

楼宇直流供电系统存在诸多关键性问题,且一直都难以形成统一的定论。近年来,随着数据中心供电系统的发展,国内外已有多个研究组织或机构提出了"高压直流供电系统(HVDC)"或"400 V直流供电系统"的相关要求及标准,并指出该类标准可以适用于楼宇直流供电系统。介绍了国际、国内的几个主要直流供电系统标准的制定组织或机构的动向及相关标准制定的情况,包括我国通信用240 V直流供电系统标准。综合上述标准,比较了不同机构或组织之间标准内容的异同,分析了直流供电系统的一些可以得到明确定义的关键性问题。基于这些关键性问题的分析,讨论了绿色直流楼宇供电系统的系统架构和电力电子接口变换器的设计要求,可作为推广应用直流供电系统和研发其关键设备的参考。     

多端背靠背柔性直流互联系统负载均衡

提出了一种多端背靠背柔性互联系统的负载均衡方法,首先搭建了多端背靠背柔性互联系统模型,定义了动态负载率、负载跟随度等指标,建立了从单馈线到多馈线的负载均衡指标体系,以及负载均衡的多目标评价模型。其次,结合搜索范围大、精度高的改进布谷鸟算法,对多端背靠背柔性互联系统负载均衡方案进行了优化。最后,在MATLAB上搭建算例,验证了多端背靠背柔性互联系统进行负载均衡的可行性与有效性,以及使用动态负载率等指标进行评价必要性。     

HVDC系统送端孤岛下谐波不稳定对策探讨

各次谐波能够在换流器交、直流侧来回传递,可能诱发系统的潜在不稳定,造成电流、电压畸变,最终导致HVDC(high voltage direct current)系统运行困难。分析表明一旦系统存在谐波不稳定的风险,就必须提出相应的对策。文中以特高压直流和同塔双回HVDC输电系统为例,建立电磁暂态模型,对可能发生谐波不稳定的运行方式进行了分析探讨,提出采用直流降压运行的策略来缓解低次谐波谐振的程度,并基于滑模变结构控制策略设计了励磁电压附加控制器以抑制谐波进一步放大,从而维持电压的稳定。分析结果表明,这两种对策都能够有效解决谐波不稳定问题。     

云南电网与南方电网纯直流联网及外送方案研究

云南电网2013年除已有楚穗直流外、溪洛渡直流、糯扎渡直流陆续投运,届时将形成多回直流同时运行,同时形成交强直弱的模式交直流混合运行模式.在研究云南多回交直流混联电网送出存在的问题基础上,提出了云南与外网纯直流联网的构想,并通过直流联网和交直混合联网的对比分析计算,讨论了直流联网的可行性.     

青藏直流联网工程通信保障系统的建设

介绍了首次应用于长距离跨区电网建设时期的青藏直流联网工程通信保障系统,包括青藏工程全线的电视电话会议指挥系统、青藏工程总指挥部的信息通信系统、应急卫星电话系统等.该系统的建成最大限度地减少了青藏工程参建人员高原高海拔地区的流动,提高了工作效率,保障了人身安全.通信保障系统在青藏直流联网工程中的成功应用,为今后通信技术在...     

多送出直流系统送端故障引发稳定破坏机理分析

随着大容量高压直流逐步投运,电网进一步呈现"强直弱交"特性,多送出特高压直流系统对互联电网稳定性的影响逐渐突显。分析了送端故障引发直流功率瞬降特性,以三区域交直流等值模型为基础,分析了不同功率流向情况下多回直流功率瞬降对送端系统稳定性的影响,并与单回直流闭锁故障进行了对比分析,最后采用"三华"实际电网算例进行了验证。结果表明,多回直流功率瞬降导致的送端系统失稳模式为第一摆/第二摆功角失稳,对送端系统稳定性的影响严重程度接近单回直流闭锁故障,需要进一步深入研究有效的应对措施。     

背靠背直流互联系统主动频率响应控制策略

相较于交流同步互联电网,低快速频率响应能力的直流异步互联电网频率稳定形势更为严峻.基于主动频率响应控制思想及其框架,提出大功率缺失下的背靠背直流互联系统主动频率响应控制策略.建立了背靠背直流互联系统网络结构模型及背靠背换流站控制系统模型,计及扰动后背靠背直流互联系统及频率响应动态特性,提出了一种基于模型预测算法的主动频...     

一种用于海岛供电的开关DC/DC变换器

分析了不连续导电模式(DCM)单电感双输出(SIDO)开关变换器的时分复用(TM)控制方法,设计实现了一种根据各路负载最大输出功率选定两路导通时间的TM控制方法。该控制方法可使复用电感最大限度的传输各路负载需求的功率,从而有效提高电感利用率,避免了各路输出的交叉影响。最后以海缆防锚损风光互补供电系统为应用对象对电路参数进行设计,仿真及实验验证了理论分析及控制方法的正确性。