上海多馈入直流系统的无功控制策略

以上海多馈入直流规划系统为对象,采用常规稳定分析方法对系统存在的电压稳定问题类型进行了区分。利用静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和调相机(synchronous condenser,SC)动态无功补偿装置以及直流换流站内无功控制、直流无功调制等方法提高了该系统抵御上海受端交流系统故障和直流闭锁的能力,改善了该系统的阻尼特性,形成了一套较完整的多馈入直流系统无功控制方法。仿真计算结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

大规模风电接入下的河西走廊远距离大容量输电

为了保证电网的运行安全,在西北、新疆电网联网的条件下,对河西走廊远距离大容量输电问题进行了数字仿真研究,着重分析了河西走廊在风电大规模接入情况下的输电能力及相关敏感因素的影响;同时,为保证电能的顺利送出,还从系统正常运行和故障状态两个层面,就其中矛盾较为突出的风电波动带来的电压无功控制以及严重故障下的安全控制措施配置等问题进行了探讨。研究结果表明:线路串补、线路类型、河西通道开机方式以及电力系统稳定器(PSS)等都对河西750kV线路的输电能力有一定的影响;同时在风电投运后,风电带来的系统电压大幅波动以及系统安全控制措施配置方面的困难都将对系统的安全稳定运行带来新的挑战。针对上述问题,给出了提高通道输电能力和保证系统正常运行的初步措施和建议。     

基于加权最小绝对值的大电力系统潮流可行解优化恢复方法

电力系统基本潮流无可行解时,通常只能根据经验以人工对可调的负荷出力进行反复调试才能获得一个较接近初始状态的新可行解。为了在恢复潮流可行解的同时,找到原运行方式中导致无解的症结,以节点注入偏差量绝对值最小为目标,提出了一种新的潮流恢复实用模型,并采用原—对偶内点法求解。对IEEE标准系统及实际超大电网系统的仿真表明该模型有效,优化结果可以较好地辨识出导致原运行方式无潮流可行解的节点出力和负荷,计算效率已达到实际应用水平。     

直流功率调制抑制交流联络线随机功率波动的研究

正常运行时华北、华中两大区互联系统交流联络线上存在随机功率随机波动的现象,限制了联络线的输电能力,并直接威胁着设备的安全运行。减小和抑制大区交流联络线上的随机功率波动是当前调度运行亟待解决的重要问题。提出直流功率调制抑制交流联络线随机功率波动的方法,通过直流功率调制快速吸收或补偿其所连交流系统的过剩或缺正常运行时华北、华中两大区互联系统交流联络线上存在随机功率随机波动的现象,限制了联络线的输电能力,并直接威胁着设备的安全运行。减小和抑制大区交流联络线上的随机功率波动是当前调度运行亟待解决的重要问题。提出直流功率调制抑制交流联络线随机功率波动的方法,通过直流功率调制快速吸收或补偿其所连交流系统的过剩或缺额功率,可减小或抑制交流联络线上的随机功率波动。提出基于功率调节比的直流调制控制器性能指标,并采用改进的粒子群算法求取控制器最优增益,可使直流线路按预先给定的调节比部分或完全承担交流联络线上的随机功率波动。对华北-华中互联系统的仿真研究表明,直流功率调制为减小或抑制特高压交流联络线上的随机功率波动提供了一种有效手段。     

插电式混合动力汽车大规模接入环境下的发输电系统可靠性评估

电动汽车的充电行为具有随机性,未来插电式混合电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的大规模接入将对发输电系统的可靠运行造成重要影响。文章系统地研究了PHEV大规模接入环境下发输电系统可靠性评估的模型、指标和算法。首先,建立了PHEV充电需求仿真模型,包括PHEV的动力电池特性模型、用户随机出行特性模型以及PHEV充电功率需求仿真方法;其次,提出了PHEV对电网的穿透水平指标和PHEV接入规模对系统可靠性的灵敏度指标,能够表征PHEV接入对电网的影响;最后,提出了PHEV大规模接入环境下的发输电系统可靠性评估算法,采用扩展的状态空间分割算法可快速有效地评估PHEV接入后的系统可靠性水平。通过IEEE RTS算例分析了PHEV接入规模及充电策略等因素对系统负荷曲线和可靠性水平的影响,验证了所提指标和算法的有效性。     

相间功率控制器与相连电网发生参数谐振条件的分析

相间功率控制器(IPC)与所连电网之间有发生参数谐振的风险,现有的技术措施为避免发生这一现象减小了IPC参数选择的取值范围。为揭示IPC与所连电网之间发生参数谐振的机理,建立了IPC的π型等值电路。指出,IPC与相连电网之间发生参数谐振的原因是其π型等值电路与所连电网中储能元件等值参数之间满足了谐振条件。IPC支路感抗和容抗参数的取值使得其π型等值电路中的3个阻抗参数是相连电网中储能元件等值参数的10倍及以上时,IPC与相连电网之间发生参数谐振的风险便可以大大降低。以一个含有IPC15的单机系统为例,对提出的参数选择方法进行了仿真验证,结果证明了结论的正确性。     

多直流馈入的特高压环网安全稳定控制措施研究

山东-河北特高压环网建成导致华北电网网架结构变化较大,运行风险突出,亟需对系统安全稳定控制措施进行研究。基于网架结构特点提出了交直流系统安控分析流程。重点研究了特高压交流系统三永N-2故障下的两类主要电网稳定问题及相应控制措施,包括特高压交直流系统广域耦合问题和多馈入直流与受端电网耦合的电压崩溃问题。在此基础上提出了减小切负荷量的优化措施。结果表明所提安控措施可有效支撑特高压环网工程建设后电网稳定运行。     

巴西"3·21"大停电事故分析及对中国电网的启示

2018年3月21日,因断路器过载保护动作后的一系列连锁反应,巴西电网发生大面积停电事故,北部和东北部电力系统与主网解列,导致北部和东北部14个州大面积停电,南部、东南部、中西部9个州也受到一定影响。文中介绍了事故前巴西电网的运行状况及事故的起因、经过、恢复等情况,指出事故前缺乏必要的稳定性分析、安控存在缺陷、保护误动作及"第三道防线"配置不合理是造成事故的主要原因,并结合中国电网实际,提出了重视保护及安控装置的整定与运行维护等保障电网安全稳定运行、防止大停电事故发生的建议。     

直流换相失败冲击下的两区域交流联络线功率波动峰值计算

随着未来多回大容量高压直流高密度接入交流电网,交直流系统间的相互作用变得更加复杂。基于二阶线性系统的冲击响应模型,阐释直流换相失败后的功率冲击对两区域交流联络线功率波动的影响机制;证明直流换相失败冲击下,两区域互联系统交流联络线功率首摆峰值大小主要取决于直流换相失败的功率跌幅和持续时间、交流互联系统区域振荡模式的振荡频率和阻尼比、区域电网的总惯性常数之比,峰值时刻主要取决于振荡频率;提出直流换相失败冲击下两区域交流联络线功率波动峰值的快速估算公式,并从能量守恒的角度进行了推导印证。通过对简单三区域交直流互联系统的仿真分析和华北—华中—华东互联系统直流换相失败的分析验证了所提方法的有效性。研究结果可为互联电网运行方式的安排和控制措施的制定提供依据。     

PSD-BPA暂态稳定程序中的新直流输电准稳态模型

为适应大量直流输电工程投产的需要,为电网运行和规划设计等部门提供准确的分析研究手段,对暂态稳定程序中的两端直流输电模型进行深入研究,改进了直流输电系统的模拟方法。在国内广泛应用的PSD-BPA暂态稳定程序中增加一组新的直流输电控制系统模型。新模型中的定电流、定熄弧角、定电压等控制采用参数和特性易于调节的比例积分模块,电流定值计算、低压限流、逆变侧换相失败等主要环节的模拟与实际系统特性更为相近。仿真结果表明,与国内程序原有的直流输电模型相比,新模型能更准确地模拟直流输电系统的动态行为,提高暂态稳定仿真的准确度。