基于H桥级联的半波长交流输电柔性Π形调谐及其仿真分析

针对工程实际的应用,提出了基于H桥级联的半波长交流输电柔性Π形调谐方案,具体包括两组并联调谐器和一组串联调谐器。调谐器能灵活调节各自的输出,以适应输电系统参数和运行方式等变化。在PSCAD中建立了半波长交流输电柔性调谐等值仿真系统,设计了调谐器的容量、级联单元数、功率模块的直流电容值等关键参数,通过仿真分析验证了柔性Π形调谐的可行性、控制策略的有效性以及对系统参数和运行方式变化的适应性。柔性调谐还具有能灵活补偿系统的功率因数的优点。     

半波长交流输电线路保护原理的研究

半波长交流输电线路由于其输送距离长、电压等级高,正常运行状态以及故障状态下的电压电流特征都不同于普通短线路。它的分布参数特性较显著,线路分布电容大,由电容效应引起的过电压问题较严重,传统的线路保护策略不能直接用于此种长输电线路,而针对半波长交流输电线路保护的研究并不多见。本文采用输电长线的贝瑞隆模型进行了线路的故障分析计算,并充分考虑了分布电容的影响,自动计入分布电容电流。提出了一种基于贝瑞隆模型的适用于半波长交流输电线路保护的继电保护新策略,通过电磁暂态仿真软件PSCAD进行了大量的仿真实验,结果表明这种线路保护策略较适合应用于半波长输电长线的保护。     

交直流输电系统的模式分析和直流阻尼控制

给出了一个含3条直流线路的交直流输电系统以用于直流阻尼控制的研究,采用特征值分析法和暂态仿真分析了该系统的特性.该系统具有结构复杂、振荡模式多的特点,这些特点广泛地存在于实际的交直流输电系统,在设计直流阻尼控制器时必须予以考虑.文中基于该系统设计了多个直流阻尼控制器.根轨迹分析表明,直流线路两端的频率差在相位补偿设计方面比交流联络线的有功功率变化量具有更多的优点,因而被选为直流阻尼控制器的输入信号.暂态仿真结果表明所设计的直流阻尼控制器有效地增加了系统的阻尼.     

一种半波长交流输电潜供电流主动抑制措施及其原理性验证

半波长交流输电技术因其自身的特点具有较好的经济性,然而潜供电流的问题限制了半波长交流输电技术的发展和应用。为了解决这一问题,介绍了潜供电流产生的机理,对现有的中性点并联小电抗法和沿线加装高速接地开关法在半波长交流输电系统中的应用进行了比较分析,发现两种方案均存在不足。研究了半波长交流输电潜供电流的特性,并在此基础上提出了潜供电流的主动抑制措施。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台对主动抑制措施的原理进行仿真验证。结果表明该措施可以有效地抑制半波长交流输电的潜供电流,加快熄弧速度,提高系统的故障恢复效率。     

基于VSG的附加阻尼控制及其在光储并网系统中的应用

大规模光伏就近接入系统后,将导致系统的惯性整体下降,在系统遭受扰动后降低其稳定裕度,极端情况下出现功率振荡。将基于虚拟同步的附加阻尼控制策略应用于光储并网系统中。首先,建立光储并网的小信号模型,分析系统的阻尼特性;其次,在光储逆变侧采用基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)的附加阻尼控制,并通过小信号模型分析了附加阻尼控制对系统频率振荡的影响;再次,在PSCAD/EMTDC环境中建立光储并网系统仿真模型,与传统控制策略进行对比,结果验证了所提附加阻尼控制的有效性和正确性。     

基于PSCAD/EMTDC 750kV输电线路传输特性研究

为了提高新疆电网与西北主网之间供电的可靠性,本文基于PSCAD/EMTDC对青海柴达木至新疆哈密750 kV输电线路进行了建模,并对其传输特性和极限输送功率进行了仿真和研究。结果表明:青海柴达木至新疆哈密750 kV输电线路的自然传输功率为2 167 MW,正常极限传输功率约为4 500 MW,事故状态下极限传输功率可达5 000 MW。该研究为750 kV线路的安全可靠运行以及750 kV输电线路设计和计算输送功率提供参考。     

变耦电抗式可控串补暂稳控制仿真分析和试验

以含变耦电抗式可控串补装置的伊-冯输电系统为研究对象,仿照TCSC暂稳定控制的过程,对串补装置用于暂稳定控制和阻尼功率振荡进行了仿真分析和试验.在阻尼功率振荡时取状态变量Δω作为变耦电抗调节量ΔX_T的控制参数,论证了ΔX_T对功率振荡的阻尼作用,重新建立了含ΔX_T的转子运动方程.通过调节串补装置的变耦电抗进行了暂稳定控制仿真,并以同样系统的动态模拟装置,采用仿真系统的控制方法,进行了暂稳定控制和阻尼功率振荡试验.仿真分析和试验结果表明,变耦电抗式可控串补能有效地进行暂稳定控制和阻尼功率振荡,阻尼效果比较显著.     

DPFC系统参数设计方法研究

设计了一套分布式潮流控制器装置参数设计方法,由线路潮流变化范围确定串并联侧变流器的容量,按分布式潮流控制器的功率模型和功率守恒原理,确定串联侧注入输电线路的最大基频电压幅值、流过串联侧变流器的电流以及并联侧变流器向系统注入的电流和电压,再根据逆变器输入输出电压的关系确定直流电容电压和变流器的开关参数.最后验证参数设计方法的正确性,使用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了一套分布式潮流控制器接入10 kVA输电系统进行仿真实验,显示DPFC能快速有效改善系统的电压和潮流的能力,证明本文的装置参数设计方法的正确性.     

基于LLCL型并网逆变器的复合控制方法

LLCL（电感-电感-电容-电感）型并网逆变器因存在串联谐振支路,能够极大地衰减开关频率处的电流谐波成分。在两相静止αβ坐标系下,采用双闭环控制策略对并网电流直接进行控制。比例复数积分控制能实现交流信号的无静差跟踪,但其动态性能差,准比例谐振控制不仅能实现对交流信号的控制还能保留一定的带宽。故外环采用比例复数积分和准比例谐振控制并联的新型控制策略,内环采用电容电流反馈的有源阻尼方法抑制LLCL逆变器存在的谐振问题。最后基于RT-LAB搭建了半实物仿真实验平台并建立LLCL型并网逆变器模型,通过半实物仿真实验验证了控制策略的可行性。     

海上风电经混合直流并网的控制策略

海上风电经混合高压直流输电系统并网,能有效融合传统高压直流及柔性直流输电系统的优点,具有广泛应用前景.分析整个系统的拓扑结构、推导相关数学模型,提出改进的协调控制策略.在PSCAD/EMTDC软件中构建相应模型,分析风速波动条件下风电场的风速跟踪性能、逆变侧故障状态下采用不同控制策略时系统的暂态特性.仿真结果表明:风电场输出的有功功率、无功功率能随风速的波动而变化,系统具有良好的风速跟踪能力;改进的控制策略能有效提升系统直流电压的稳定性、抑制有功功率的波动、降低故障带来的冲击、加快恢复系统的稳定状态,适用于海上风电并网.     

基于变频变压器在风电并网过程中的频率调整研究

变频变压器(variable frequency transformer,VFT)是一种串联型的灵活交流输电系统设备,也是一种新型智能电网设备。在过去几十年里,我国风力发电是增长最快的新兴可再生能源,但是对于风电并网时的电力系统频率稳定问题也引起了广泛的关注。本文介绍了VFT调节频率的基本原理和转子转速控制设计,并在PSCAD/EMDTC中构建了VFT与风电场的仿真互联模型,进行了对风电并网的仿真实验,着重分析了VFT稳定频率和调节频率的作用。结果表明VFT可以在风电并网中显著提高系统的暂态稳定水平,从而提高风电场的发电能力。     

高铁牵引供电系统对实时电网运行影响研究

以武广高速铁路沿线某牵引变电站为背景,研究高铁牵引供电系统对实时电网运行的影响.利用PSCAD搭建了适用于高速铁路的牵引供电仿真系统.运用Jiles-Ather-ton铁磁磁滞原理建立了V/v牵引变压器的暂态模型,并在仿真系统中通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)普通变压器模型表示.设置UMEC模型中分段线性的U-I曲线来等效铁芯的饱和特性,并进行空载合闸仿真.在此基础上,对电网侧进行单相短路故障仿真、三相短路故障时的有载合闸仿真.仿真结果验证了牵引变压器暂态模型和牵引供电仿真系统的实用性和有效性,并为相关调度运行部门提供了可靠的理论依据.     

应用于直流电网的直流断路器参数选取研究

混合式高压直流断路器所能承受的电流水平不仅反映了整个网络向故障点的馈能情况,同时也是其内部各开关器件承受能力的外在体现。直流电网的稳态潮流分布及故障时的电流变化情况则是高压直流断路器载流支路及主断路器支路参数选取的重要依据。本文以直流电网潮流分布为基础,考虑了直流电网可能存在的多种运行方式,分析了高压直流断路器承受的稳态电流水平,进而为其载流支路参数选取提供参考。同时,在基于半桥子模块结构的换流器故障机理分析的基础上,进一步研究了直流电网线路发生故障时的网络电流、换流器出口电流及换流器桥臂电流的变化情况,为高压直流断路器所需开断故障电流水平提供理论依据,并为高压直流断路器的主断路器支路参数及限流电感参数整定及其与换流站闭锁保护相互配合提供一定的参考。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的四端环网模型上验证了所提方法的正确性。     

基于储能与氢气发生器的光伏并网功率控制

考虑光伏发电具有间歇性,用蓄电池储能系统和氢气发生器来调节并网功率,以提高光伏并网运行的稳定性.在光伏发电系统中安装一个高纯度氢氧发生器来产生氢气.用PSCAD/EMTDC对具有储能单元的光伏发电系统进行了建模和仿真.结果表明:在光照强度变化的情况下,采用四象限变流器控制的蓄电池储能系统能够快速平滑光伏发电系统输出的有功功率的波动.     

复杂大电网无功潮流的参数误差高敏性分析

由于超高压输电线路受所处地理环境、气候条件以及负荷水平等的影响,潮流建模时输电线路参数与真实值之间不可避免会存在误差。从线路的分布参数特性分析了线路参数的误差来源,针对电流流过输电线路时的电压降落和功率损耗,分析线路参数电阻、电抗、电纳的误差对两者的影响,进而扩大到对复杂大电网无功潮流和节点电压的影响。最后,以南方某省500 k V超高压电网为算例,进行潮流计算仿真分析。仿真结果表明了复杂大电网无功潮流对输电线路参数误差具有高敏性,结论对电网优化运行与控制具有重要的指导价值。     

智能电网的失稳与混沌

由于智能电网含有大量的分布式新能源逆变并网,故使智能电网的潮流流向和电压分布特性发生改变,影响了智能电网的稳定性.首先建立智能电网的动态模型,采用下垂控制策略来表征新能源并网逆变器的功频特性,利用等值发电机和动态负荷模型分析智能电网的失稳过程和混沌现象.在不同的初值下,针对该模型的仿真研究表明,智能电网存在渐近稳定、周期运行、准周期运行、混沌、超混沌以及电压崩溃的运行状态.在研究过程中发现,分岔、混沌、超混沌以及电压崩溃都是智能电网失稳的中间过程.为了防止失稳事故的发生,必须在临界失稳点之前对其进行及时有效的控制.     

基于综合关键度的电网关键线路辨识

关键线路辨识对预防连锁故障及大停电具有重要意义。为提高电网关键线路辨识的有效性和准确性,在N-1故障条件下,综合分析了线路断开对电网运行状态、系统负载率、线路过载、母线电压波动、系统无功潮流转移和停电事故损失负荷等造成的影响。根据电网的整体和局部特性、有功和无功潮流、母线电压和负载率等变化情况,构建了综合关键度指标,提出了一种基于综合关键度指标的电网关键线路辨识方法。以IEEE39节点系统为算例,将辨识结果与现有研究方法进行比较,验证了方法的有效性和准确性。研究可为电网规划和调度提供参考,对关键线路进行重点监控,提前制定防御措施,可减少连锁故障发生和提高电力系统稳定性。     

电网与灾害交互影响对电网关键环节辨识的影响

首先给出并分析了电网与灾害两个不同复杂网络各自的快慢动态过程,并依此提出了电网与灾害交互影响的分析策略,对其中的12个方面影响做了详细的研究和探讨.结合电网与灾害的交互影响与网络最大流理论,提出了一种新颖的关键环节辨识方法.定义综合性指标作为其辨识依据,该指标不仅可以反映电力系统内部运行特征,还可以反应灾害影响下的电力系统外部运行特征.最后以西藏电网为实际模型进行推演,结果表明该方法可以有效辨识其关键节点和线路,适用于灾害影响下的电力系统脆弱性评估,进而验证了所述方法的合理性和有效性.     

可控串补的迭代学习控制法

可控串补加装在长距离输电线路上 ,用于增强电力系统的稳定性 ,提高系统的传输能力。由于电力系统是非线性大系统 ,模型和干扰都是不确定的 ,寻找不完全依赖于数学模型因而具有较强适应性的控制策略是电力系统稳定控制的重要课题。基于这样的考虑 ,尝试将迭代学习控制方法应用到可控串补的控制中。通过理论分析证明这种控制方法用于可控串补控制的收敛性。仿真结果表明迭代学习控制法与常规 PID控制相比 ,具有较强的适应性