直流功率调制常用于改善交直流互联电力系统的运行稳定性。针对未来多直流区域可能存在直流功率快速提升的技术需求,分析了直流功率速升后的交直流系统特性,对比了不同直流送受端交流系统强度对直流功率提升能力的影响,指出了直流功率速升的限制因素。然后从交直流系统的稳态模型出发,推导了各主要变量的关系,并在此基础上,考虑直流实际控制系统...
在交流系统不对称的情况下,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)阀侧交流电流会出现基频负序分量,可能导致过流使系统闭锁或停运,同时MMC内部电流会出现2倍频零序分量,导致直流系统电流的2倍频波动。为了抑制交流三相不对称引发的MMC交、直流侧的电流波动,通过分析交流不对称条件下的MMC数学模型,提出一种基于通用控制器(univ...
特高压直流输电安全稳定控制系统(简称稳控系统)的试验研究,主要是针对稳控系统与直流控制保护系统(简称直流控保)的信息交互、直流故障判据及损失量计算、系统发生直流故障或联络线路N-2故障等大功率扰动后包括切机、直流调制等稳控策略的协调配合等方面进行功能验证。介绍了目前稳控系统试验研究现状,提出了模块化建模方法,该建模方法将交直流...
针对交直流系统拓扑结构变化频繁造成的次同步振荡模态变化不易确定的问题,提出了一种基于频率特性的交直流次同步振荡仿真分析方法。首先通过戴维南等值原理得到待研究系统的等值系统,搭建相应的仿真模型,然后结合分割等值阻抗与谐波阻抗测量的方法得到系统阻抗的频率特性曲线,最后根据振荡原理对系统进行次同步振荡分析。该方法简单有效,计算...
随着电网暂态过程复杂度逐步提升,传统交流系统机电暂态仿真和电磁暂态仿真程序逐渐无法满足仿真精度和效率需求。该文在移频分析基础上,提出一种面向三相对称交流电网的序分量移频仿真方法。且特别提出了在节点分析框架下的CP-SCSFA模型,结合相/序分量移频分析模型,实现了三相对称交流系统的序分量移频分析仿真。通过IEEE39节点算例测试表明,所...
为满足对电力系统多时间尺度暂态过程准确、快速仿真的需要,提出了一种基于自适应移频分析法的voltage-behind-reactance(VBR)异步电机多时间尺度模型。首先,基于希尔伯特变换,将传统电气信号转换为相应的解析信号;进一步,引入灵活的移频变换,利用解析信号构建异步电机暂态仿真模型。这样,移动频率成为可调节的模型参数。所提出的电机模型通过设...
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高电平数限制了电磁暂态仿真的速度,提出一种基于时间尺度变换的MMC快速电磁暂态模型。时间尺度变换的主要特点是利用单相实数信号构造解析信号,然后利用解析信号的旋转特性,进行二维坐标系旋转变换,降低原信号频率实现大步长仿真。时间尺度变换按相进行,避免了Park变换三相不对称时的倍...
基于模块化多电平换流器的背靠背柔性直流输电系统(back to back modular multilevel converter based high voltage directcurrent,Back-to-BackMMC-HVDC)可实现区域电网的异步互联,提高电网可靠性。为更好地研究背靠背MMCHVDC接入后的交直流系统互耦特性,需建立兼顾区域电网仿真效率与精确模拟MMC-HVDC系统动态特性的交直流混合模型。研究了MM...
数模混合仿真接口技术是实现直流输电数模混合仿真的关键技术。该文基于HYPERSIM研究了直流输电系统数模混合仿真模型中的数字侧接口、数模混合接口和直流控保装置侧接口。对数字侧接口的软件配置方法进行了详细研究,针对超级并行计算机提出了优化的解耦和优化的子任务映射方法,确保直流控保装置接入后数模混合仿真系统以50μs的仿真步长实时仿真...
为解决功率接口所引起的稳定性下降问题,提出一种基于阻尼阻抗功率接口算法的多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真方法。根据阻尼阻抗法开环传递函数特性,得出阻尼阻抗与物理仿真系统等效阻抗匹配原则。分类讨论并计算不同工况下物理仿真系统的等效阻抗,实现对阻尼阻抗的实时匹配,进而提升数字物理混合仿真系统的稳定性与精确性。提出了一种针...
永磁直驱风电场发生次同步振荡时,由于风机变流控制系统对馈入的次同步频率分量的响应作用,会产生多个次/超同步频率电压,幅值过高时甚至影响风场的电能质量及动态无功补偿装置等的正常运行。采用两输入两输出(TITO)闭环传递函数方法揭示了直驱风电场次/超同步频率电压的产生机理及其解析计算方法。首先,针对永磁直驱风机并网系统,推导其两输入...
针对抽水蓄能机组低水头空载工况频率易波动、常规PID控制对不同水头空载工况适应性不强及现有用于控制参数优化的抽水蓄能调节系统模型过于简化的问题,提出了非线性抽水蓄能机组精细化模型的增益自适应PID控制方法(Heuristic gain—scheduling nonlinear PID,HGS-NPID),建立了基于特征线法和改进Suter变换的抽水蓄能调节系统精细化模型,利用人...
为了揭示电网信息物理系统(power grid cyber-physical systems,PGCPS)中由信息攻击引发跨空间连锁故障的演化过程及爆发可能性,从攻击者视角提出了一种基于攻击损益原则的跨空间连锁故障选择排序方法。首先,分析攻击者在此类故障演化过程中的推动作用,构建故障演化过程的有向攻击图,将此类故障抽象为攻击路径;进而,综合考虑攻击代价与攻击收益...
金沙江下游-三峡等巨型梯级水电站具有多个受电区域,其发电调度需要兼顾水能利用率和受端需求,在与各受电区域负荷协调的基础上提高发电效益。为此,以梯级发电量最大、各受端电网剩余负荷平方和最小为优化目标,建立多受端梯级水电站厂网多目标协调优化调度模型。溪洛渡、向家坝、三峡梯级水电站的实例应用表明,该模型能够满足电厂与多个受电网协...
针对孤岛运行的交直流混合微电网,提出一种功率协调控制策略。为了实现交直流混合微电网在子微网间无互联通信条件下交流频率和直流母线电压的稳态无差运行,对可调度型分布式电源设计分段下垂控制。在Ⅰ段下垂控制中,增加前馈补偿控制,实现系统频率和直流母线电压二次调整;在Ⅱ段下垂控制中,通过对双向功率变换器实施合理的交换功率管理,实现子...
直流控制技术是保障多端柔性直流电网安全稳定运行的关键技术。以多端柔性直流(multi-terminal voltage source converter direct current,VSC-MTDC)系统为研究对象,提出了基于分布式平均算法的分层分布式控制策略,解决了直流下垂控制中有功功率和直流电压之间的冲突控制问题。该策略通过调节控制参数,相当于赋予了电压控制和功率控制不同的权重...
变压器(尤其是高压绕组内置型高阻抗变压器)空投产生幅值大且衰减缓慢的零模涌流,导致变压器甚至相邻线路零序保护误动现象常有发生。产生零模涌流的主要原因是变压器三相铁芯饱和不一致,目前尚缺乏这一复杂过程的解析方法和零模涌流等值电路。文章推导了能反映不同类型变压器参数差异的零模涌流解析表达式并构建了零模涌流等值电路,分析了参数...
多端交直流混合配电网中,交流系统对直流故障特性的影响机理是影响系统保护设计的重要因素。针对多端交直流混合配电网直流线路发生故障后,交流系统对短路电流的影响和贡献开展全面研究。首先,详细分析了直流线路发生极间短路故障后的故障电流特性及交流系统对故障电流的贡献。在此基础上,推导了交流系统贡献电流的解析表达式,提出了交流系统贡...
随着电网系统的不断发展,仿真时间长、电网规模大、计算准确性要求高以及在线仿真速度快对电力系统动态仿真提出了更高的性能要求。数值积分算法是高性能仿真分析最重要的环节。文章围绕数值积分算法的3个性能指标,从积分格式、算法特性、仿真应用以及研究动态4个方面,对应用于电力系统动态仿真的经典积分算法(欧拉方法及其变形、梯形积分方法及...
定熄弧角控制作为逆变侧基本控制环节,在抵御换相失败方面起到了重要作用。针对现有预测型定熄弧角控制故障期间熄弧角计算误差较大的缺点,提出了一种改进的预测型定熄弧角控制方法。该方法不仅计及了换相期间直流电流的变化,同时考虑到换相电压的变化,利用滑动平均滤波器和二阶广义积分器分别对直流电流和换相电压进行处理,用于各换流阀触发角...
在民用交流电系统中,发生串联电弧故障时,电流一般较小达不到断路器阈值,而且在某些情况下,正常工作状态电流与电弧故障电流波形非常相似,难以检测,易导致电气火灾的发生。利用Cassie模型对串联电弧故障进行模拟,分别得到线性负载和非线性负载条件下时域电流波形,并利用傅立叶变换得到电流幅值频谱。对比可知,电弧故障状态下线性负载电流波形和...
柔性直流输电系统线路两端并联有大电容,在故障发生后,对直流线路区内、外故障引起的故障行波具有明显的阻滞和反射作用。在直流线路保护正方向发生故障时,由于故障位置和直流电容的反射特点,保护将同时检测到故障前、反行波的初始波头;而在反方向发生故障时,保护首先检测到故障前行波初始波头,经对端电容反射后才检测到故障反行波初始波头。根...
特高压直流受端分层接入500kV/1000kV交流系统的接线方式在世界上属于首创,系统设计及运行均无可借鉴的经验。分析了受端分层接入方式对控制保护的影响,以及引入高、低端换流器中点分压器电压测点的必要性。为了防止因测点增加而降低直流系统运行可靠性,分析了中点分压器可能出现的故障类型,提出了中点分压器在各种故障情况下的控制保护动作策略...
为提高架空线柔性直流电网运行可靠性,实现有选择性的自动重合闸,必须对直流侧故障特性及自适应重合闸方法进行研究分析。首先,建立直流侧双极短路和单极接地故障后的等效电路,对故障后的电压电流进行定量分析。参考实际工程参数在PSCAD软件中搭建了直流输电模型,验证故障特性的理论分析结果。其次,根据静电感应原理和直流电网运行特性,提出一套...
提出一种基于小波多分辨分析和支持向量机(support vector machine,SVM)的柔性直流系统单端保护方法,仅使用单端电流即可以准确区分区内、外故障,并识别直流故障类型。首先利用小波多分辨分析求得故障电流在各频带的能量百分比,构成输入特征向量;然后通过已有数据训练后的SVM模型区分并识别故障类型。结果表明,文中所提保护方法在柔性直流系统多...
小电网中的主导发电机对暂态频率稳定有决定性影响。然而,目前小电网暂态频率稳定评估缺乏定量指标。该文借鉴大电网指标,提出了适合小电网频率稳定评估的指标,进一步,结合主导发电机调速系统模型,分析其参数配置、死区、比率、积分、微分控制环节参数对于系统暂态频率稳定性的影响,揭示了主导发电机调速系统参数对小电网暂态频率特性的影响。
电动汽车作为灵活性负荷与电网协同调控,为提供电网支撑、降低运行成本提供了新的途径。设计了一种电动汽车全过程行为边界模型,采用集合参数表征单体或集群电动汽车充电及行驶行为特性。在提出长时间尺度下电动汽车有序充放电分层调度架构的基础上,基于边界模型提出了分别以最小总成本及最小偏差惩罚为目标的上下两层调度优化混合整数二次规划...
在电力市场改革与智能电网建设的大背景下,电力将逐渐回归商品属性,电价也将实时波动,并对负荷产生影响。通过分析得出电价与负荷具有相关性,因此在预测模型中考虑了实时电价的影响,并对考虑实时电价的负荷预测模型与价格型需求侧响应之间的关系进行了讨论。针对前馈型神经网络不能处理序列间关联信息与传统循环神经网络无法记忆久远关键信息的...
针对直流微电网中参数不确定和通信延时问题,提出了控制器设计方法以保证系统母线电压稳定。首先,基于范数有界不确定和时滞依赖模型采用小信号法建立直流微电网系统模型。其次,利用Lyapunov方法分析系统稳定性并给出了以线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)表示的控制器求解条件。最后,通过数值仿真验证了所提模型和控制方法的有效性...
针对半波长输电的点对点现状,为实现半波长输电系统的多端运行,提出了利用柔性直流系统作为半波长交流取能的接口,深入研究了直流系统接入半波长线路的运行特性,探讨了交直流混联拓扑结构实现三端输电的可行性。主要对新型拓扑结构的运行机理进行了研究,通过等效恒流源分析了直流取能接口的接入对沿线电压、电流的影响,并基于功率圆推导了三端输...
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