高压直流输电装备核心技术研发及工程化
摘要：为推动大范围电力资源的优化配置，促进我国可再生能源的高效开发利用，提高电网运行的经济性和灵活性，实现坚强智能化的电网建设，需要大量的高端电力装备作为支撑。因此积极开展高压直流输电装备核心技术的自主研发及其工程化应用，是提升我国电力装备制造水平、实现我国电网协调发展的重要手段。介绍了多个高压直流输电核心装备的技术开发及其工程化应用相关成果，其中高压／特高压直流换流阀是形成坚强电网骨干网架的核心装备，柔性直流输电系统是构建智能电网的重要保障，换流阀试验技术是保证高压直流输电核心装备和电网安全可靠运行的前提。研发所取得的显著成果及其示范应用，为构建坚强智能电网，提供了有力的技术和工程手段。对提高我国电力行业的整体技术水平，也具有显著的促进作用。特高压电网建设初期“三华”电网数模混合实时仿真试验研究
摘要：采用电磁暂态全数字实时仿真及直流输电物理仿真装置，建赢2012水平年“三华”电网多回直流线路和特高压交流骨干网混合输电的数模仿真模型，模拟交流特高压联络线故障、直流闭锁故障和直流落点附近的交流故障，分析“三华”电网的稳定特性以及交直流系统问的相互影响。仿真结果表明，2012水平年“三华”电网安全稳定性能够满足《电力系统安全稳定导则》要求。特高压串补平台测量箱的大电流试验研究
摘要：串补装置的平台测量箱位于电容器平台上，用于测量串补装置的各个电流，与可能流过数十kA的管母和连接支路的距离较近，因此，需要考核强电磁场情况下平台测量箱的电气性能指标。首先，给出箱体的电磁屏蔽效能工程计算公式，并据此估算出平台测量箱的工频电磁屏蔽效能；然后对平台测量箱进行大电流试验，用以模拟实际工况下的强工频电磁环境，测试平台测量箱体的工频电磁屏蔽效能和此情况下平台测量箱的性能。需要指出的是提出的大电流试验无法充分验证工频以外频率下平台测量箱的电磁兼容性。然而，鉴于大电流试验结果和箱体电磁屏蔽效能计算公式的计算结果一致，可根据计算公式对平台测量箱在各种频率下的电磁骚扰的抗扰度做出合理的估计。云广特高压直流故障特性及其强迫停运对受端系统影响评估
摘要：特高压直流输电工程的规划和建设，使其成为解决能源和生产力分布区域性差异的重要途径。为分析特高压直流输电对交直流电网的影响，在分析故障特性和控制保护的基础上建立直流停运故障树，采用基于子系统划分的时间频率法评估运行可靠性；确立仿真原则和分析评判依据，采用PSD—BPA仿真分析在南方电网2012水平年严重直流故障对受端系统的影响，指标化地评估严重故障后受端电网的动态恢复特性；考虑负荷模型的影响，分析存ZIP和不同电动机比例模型下受端电网动态恢复特性的差异。研究表明，特高压直流输电系统运行可靠性较高，严重直流故障会引发交卣流电网的稳定问题，在运行和方式编制中应配合适当的控制方式并考虑负荷模型对恢复特性的影响。采用传输矩阵方法的多回超／特高压交流输电线路的电气不平衡度计算
摘要：超／特高压输电线路不换位会导致电气参数不对称，进而使得线路电压、电流不平衡。线路不平衡度必须控制在一定范围内，准确预测输电线路电气不平衡度对输电线路设计、运行尤为重要。从多导体传输线模型出发，提出一种简单且解析的传输矩阵方法，并使用其他数值计算软件验证了该方法的正确性。进而将该方法应用于输电线路电气不平衡度计算，有效提高不平衡度计算的准确性。并分析了传输矩阵方法、相模变换方法以及兀模型方法三者之间的误差，验证了传输矩阵方法的正确性。最后使用传输矩阵方法计算了双回输电线路的电气不平衡度，对线路结构设计、换位长度的选取等有重要意义。基于储能单元运行方式优化的微电网经济运行
摘要：在分析现有微电网各单元模型及微电网合理运行方式的基础上，建立了能满足实际约束的蓄电池充放电模型。以提高微电网运行的经济效益为目标，通过先后求解蓄电池及燃料电池的合理运行方式，最终确定微电网最佳运行方式。使用动态规划求解蓄电池最佳运行方式时，将蓄电池充放电过程离散化处理，并在此基础上由经济运行原则确定了合理的阶段及过程评价指标，以量化蓄电池动态效果。通过对实际算例进行分析，验证了该方法的有效性和可行性。通用储能系统数学模型及其PSASP建模研究
摘要：随着光伏、风能发电等并网发电容量的不断增加，储能系统作为平抑功率波动的重要手段被广泛关注。研究合理的储能系统配置，改善系统暂态响应，成为增强电网对新能源发电接纳能力的重要技术手段。为研究不同储能系统对电网机电暂态响应的影响，提出了一种适用于电力系统机电暂态计算的通用储能系统模型。该模型可以体现储能系统响应时延、充放电功率限制、储能容量限制等储能系统特性参数。通过电力系统综合分析软件PSASP的用户自定义模型UD模块进行自定义建模仿真，分析验证了该模型的有效性，并对算例系统中光伏发电出力变化对弱电网的系统频率造成的影响进行了仿真分析，并提出了储能系统配置的相关建议。风电场并网对孤网高频切机的影响研究
摘要：针对风电机组的有功输出随风速具有随机性和波动性的特点，以及风电场并网带来的安全控制装置配合问题，分析了风电场对孤网系统高频切机和低频减载装置动作情况的影响。通过对实际系统的仿真分析，研究了故障后有风电场运行的孤网系统暂态过程和安全控制装置动作情况。结果表明风电接入电网后，风电机组出力的波动不可避免地影响了切机措施的效果，系统原有的高频切机装置需要进行适当的调整；提出的思路和改进方法对含风电场的电网安全稳定控制措施的配置具有重要的参考价值。大规模风光互补发电系统建模与运行特性研究
摘要：建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型，提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行的电力系统仿真计算验证了该模型的有效性及其功率波动特性和母线电压的暂态影响。仿真结果表明，该风光互补发电系统模型有效降低了输出功率波动，实现了风光系统低电压穿越，确保故障情况下风光系统不脱网运行以及电网安全稳定运行。电网电压不平衡时全功率风电并网变流器的控制策略
摘要：电网电压不平衡条件下，电压负序分量将导致直驱式永磁同步风电机组（permanentmagnetsynchronousgenerator，PMSG）全功率并网变流器的直流侧电压出现2倍电网频率的谐波，长期处于此工况下将显著影响直流侧电容的使用寿命，危及机组的稳定运行。建立了电网侧变流器的数学模型，在计及并网阻抗对有功功率影响的基础上，提出了一种以增强直流侧电压稳定性为目标的控制策略。其中，电网侧变流器正负序电流指令通过保证直流侧电容及并网电抗器之间无2倍频振荡的有功功率流得到，指令的计算无需求解复杂的高阶矩阵，也没有引入更多的变量。由直驱式永磁同步风电机组的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性。与传统的平衡控制策略相比，这种控制策略能在实现直流侧电压稳定控制的同时，使输出至电网的有功功率2倍频波动得到有效抑制，提高了该型机组不平衡电网电压条件下不问断安全稳定运行能力。多类型分布式电源在配电网中的优化配置
摘要：决定分布式电源（distributedgenerator，DG）发挥最大效益的关键是在进行分布式发电系统规划时能够对众多DG类型进行合理的选择和配置。为此首先建立了各种DG的出力模型，然后以满足负荷增长需求、考虑环境效益的供电公司年总规划成本现值最小为优化目标，利用Homer软件对含有多种DG（包括风力发电、光伏发电、采用微型燃气轮机的冷热电联供）的分布式发电系统进行了仿真分析，并对风速、天然气价格以及排污处罚标准3变量进行了敏感性分析，最后得到分布式发电系统的优化配置结果。分析结果对城市大型DG项目规划和个人DG安装决策具有参考意义。新疆与西北主网互联后电网小干扰稳定性和系统扰动试验特性
摘要：新疆电网以750kV电压等级线路接入西北主网后，互联电网的动态特性、振荡模式发生了变化，新增了一个新疆电网对西北主网的区域间振荡模式。新疆内部和西北主网内部主要断面的动态稳定水平没有下降，新疆电网内部局部地区仍存在弱阻尼振荡模式。通过协调优化新疆电网内部北疆西部地区部分机组的励磁系统自动电压调节器（automaticvoltageregulator，AVR）和电力系统稳定器fpowersystemstabilizer，PSS）参数，可提高系统的阻尼水平，并在一定程度上解决了该地区水电窝电现象。开展了实际互联电网系统扰动试验，实测数据验证了仿真计算结果的准确性，通过扰动试验掌握了互联电网的动态特性和系统阻尼水平。研究综合运用了时域和频域的方法，并以频率计算为主，辅以时域分析校验。同步和异步联网系统直流受端电网电压支撑能力评估
摘要：在异步互联电网和交直流并联电网中研究了短路比系列指标与直流故障引起的受端交流电网稳态电压跌落之间的定量关系。结果表明在异步联网系统中，直流短路比指标能有效地定量指示出直流故障下交流电网的电压支撑能力，而在交直流并联电网中则不能。针对交直流并联电网，提出了改进短路比指标的思路和新指标。仿真结果表明，改进短路比指标能够有效地定量指示出交直流并联电网中直流闭锁引起的交流母线稳态电压跌落水平。大扰动下次同步谐振仿真分析的模型改进及应用
摘要：结合实际工程需求及实践经验，对次同步谐振（subsynchronousresonance，SSR）仿真研究几个重要方面，即机组轴系、串补及附加励磁阻尼控制（supplementaryexcitationdampingcontrol，SEDC）建模和RTDS仿真进行了精细化研究，使其适用于大扰动时的SSR模式稳定性、暂态扭矩和疲劳损耗的精确分析。将改进仿真方法应用于实际串补输电工程，通过上都电厂送出系统一次短路故障情况下SSR事件的仿真分析，并与实际结果进行对比，验证了所述方法仵实际工程SSR分析中的适用性、准确性和有效性。SSR仿真与实际大扰动事件对比分析在国内外应属首次，具有重要的参考价值。系统惯性时间常数对互联电网暂态稳定水平的影响
摘要：由于区域电网的互联，整个系统的惯性时间常数将会发生明显变化，继而会影响整网的暂态稳定水平。基于暂态能量函数法，通过对等值2机系统进行数学推导并作暂态稳定分析，研究了系统在各种运行方式下，2端机组惯量变化对电力系统暂态稳定水平产生的影响，比较了两端机组惯量变化分别对系统暂态稳定性的影响，并发现了系统机组惯性时间常数对系统暂态稳定水平造成的影响与系统的负荷水平及初始工况有关。在理论分析的基础上，结合相关算例在各种运行方式下进行了仿真研究，仿真结果验证了分析结果的正确性。并行自适应粒子群算法在电力系统无功优化中的应用
摘要：针对传统粒子群优化算法“早熟”与后期收敛速度慢的缺点，提出了一种基于并行自适应粒子群优化算法的电力系统无功优化方法。该方法首先将初始种群随机划分成Ⅳ个子群，然后分别在各子群中以所提方法寻优，从而实现了算法的并行计算。为避免各子群陷入局部最优解，采用二值交叉算子使各子群问的信息共享并更新相关粒子位置，保证了算法的全局搜索能力并维持了种群的多样性。同时，各子群寻优过程中，根据利己、利他及自主3个方向对当前搜索方向自适应更新，提高了算法的收敛速度。将所提出算法在IEEE30节点系统上进行了仿真验证，结果证明了并行自适应粒子群算法用于无功优化的可行性和有效性。基于PSASP短路计算的区域电网等值方法
摘要：使用PSCAD／EMTDC软件对大型区域电网的局部线路和附近区域进行电磁暂态分析，需要将区域电网分为内部网络和外部网络2部分，对外部网络进行等值简化。传统的网络等值方法需要建立被等值系统的节点导纳矩阵，通过高斯消元法化简网络，计算工作量巨大。为此提出了基于PSASP短路计算的区域电网等值方法。通过全部边界节点的同时短路获得注入电流源参数。然后采用边界节点逐一短路，获得与边界节点数目相同的节点电压方程组，联立求解出节点导纳矩阵。新方法直接求解边界节点对应参数，计算量小。含特高压线路的大型区域电网仿真分析表明，PSASP原网络和PSCAD／EMTDC等值网络的短路电流基本一致，验证了等值方法正确性。最后分析比较了新方法与传统的静态等值方法，探讨了新方法的适用范围。高压直流系统低功率运行时的无功控制策略
摘要：直流系统低功率运行时受端无功严重过剩，电网稳态电压偏高问题十分严重。对直流系统低功率运行时无功控制策略进行探讨，推导了无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系，计算受端换流站关断角和换流变分接头调节措施对直流无功功率消耗的影响，提出利用直流系统无功消耗的非线性，提高最小关断角可以吸收多余无功，有效解决直流系统低功率运行时的交流电网电压升高问题。
