对新能源多场站短路比(multiplerenewableenergy stations short circuit ratio,MRSCR)进行改进,提出一种实时临界短路比(critical short circuit ratio,CSCR)指标的求取方法,实现静态电压稳定性判别标准与临界短路比算法的统一。首先,...对新能源多场站短路比(multiplerenewableenergy stations short circuit ratio,MRSCR)进行改进,提出一种实时临界短路比(critical short circuit ratio,CSCR)指标的求取方法,实现静态电压稳定性判别标准与临界短路比算法的统一。首先,基于MRSCR的定义分析其优缺点及适用性,在此基础上结合所提出的计及新能源出力特性的扩展雅可比矩阵,得到了新能源多场站临界短路比的求取方法;其次,理论分析了MRSCR在不同因素影响下的变化规律;最后,依托电力系统全数字仿真装置(advanced digital power system simulator,ADPSS)对新能源多场站临界短路比的准确性和有效性以及MRSCR的影响因素进行了仿真验证。仿真结果表明,所提临界短路比能够准确判定系统的临界稳定状态,评估失稳风险,且减小动态感应电动机比重、增加并联电容器容量、新能源并网点位置靠近系统侧均对MRSCR的提升有显著效果。展开更多
针对高比例新能源电力系统,基于模型参数的电压支撑强度量化方法已具有较为深入的方法和结论,但是尚缺乏基于本地响应信息的电压支撑强度实时量化方法,电压支撑强度就地监测水平亟待提高。该文提出电压支撑强度实时量化方法,实现短路比...针对高比例新能源电力系统,基于模型参数的电压支撑强度量化方法已具有较为深入的方法和结论,但是尚缺乏基于本地响应信息的电压支撑强度实时量化方法,电压支撑强度就地监测水平亟待提高。该文提出电压支撑强度实时量化方法,实现短路比实时计算,及时给出安全预警信号,为提高新能源系统安全运行水平提供技术支撑。首先,构建实时短路比(real-time short circuit ratio,RSCR)及临界实时短路比(critical real-time short circuit ratio,CRSCR)指标,实现基于本地响应信息的短路比指标实时计算,提供电压支撑强度实时量测的指标基础;其次,提出有功功率裕度、稳态低电压两类安全约束下的RSCR裕度分析方法,通过建立RSCR与功率、电压之间的函数关系分析不同安全约束下RSCR裕度的适应性,为设置安全预警阈值提供参考;然后,构建实时量测系统架构,提出涵盖系统戴维南等值参数实时辨识、短路比指标实时计算、实时安全预警等功能的算法流程,建立电压支撑强度全流程实时量测方法;最后,通过算例验证RSCR、CRSCR的准确性以及实时量测方法的有效性。实现基于实时量测信息的电压支撑强度就地监测,可以为运维人员及时掌握新能源运行状态提供一定指导,支撑更高比例新能源并网消纳。展开更多
针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定...针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定量分析单馈入LCC-HVDC系统不同控制方式对交直流系统静态电压稳定的影响。其次,提出一种能够衡量交直流系统电压稳定裕度的综合短路比(integrated short circuit ratio,ISCR)强度指标。该指标考虑了交直流系统的实际潮流信息,能够同时应用于交直流系统的规划、设计和运行阶段;兼顾了LCC-HVDC系统的直流功率–电压动态特性,能够研究控制方式差异性对其影响;同时,基于静态电压稳定极限定义的临界综合短路比(critical integrated short circuit ratio,CISCR)指标取值恒为1,因而能够刻画互联交流电网对直流系统的临界电压支撑强度。最后,考虑额定运行工况和负荷动态变化过程的算例分析结果,及不同强度指标的对比分析,均表明了采用ISCR和CISCR指标的有效性。展开更多
针对过往多馈入直流(multi-infeed line commutated converter based high voltage direct current,MIDC)系统强度指标不能准确反映静态电压稳定的问题,该文研究计及MIDC系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,在推导MIDC系统潮流...针对过往多馈入直流(multi-infeed line commutated converter based high voltage direct current,MIDC)系统强度指标不能准确反映静态电压稳定的问题,该文研究计及MIDC系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,在推导MIDC系统潮流分析模型的基础上,定义基于多馈入交互作用因子的等值耦合导纳的概念,等值耦合导纳可定量反映MIDC系统中其余直流子系统对被研究直流子系统的影响;并建立基于等值耦合导纳的MIDC系统单端口等值模型。其次,基于建立的MIDC系统单端口等值模型,提出一种能够准确衡量MIDC系统静态电压稳定的多馈入综合短路比(multi-infeed integrated short circuit ratio,MISCR)强度指标。最后,在不同直流功率增长场景和控制方式组合下的算例分析结果表明,所提MISCR指标比过往强度指标更能准确地衡量MIDC系统的静态电压稳定性。展开更多
当电网换相换流器高压直流输电（linecommutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）逆变侧交流母线处含有静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）时,LCC-HVDC与STATCOM均需要各自的锁相环（ph...当电网换相换流器高压直流输电（linecommutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）逆变侧交流母线处含有静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）时,LCC-HVDC与STATCOM均需要各自的锁相环（phase-locked-loop,PLL）为其控制系统提供基准。该文考虑LCC与STATCOM锁相环各自动态建立含STATCOM的LCC-HVDC系统的小干扰模型,采用经典特征根分析方法,通过对比LCC-HVDC系统与含STATCOM的LCC-HVDC系统二者之间的锁相环与控制系统参数可行域的差异,研究STATCOM对LCC-HVDC小干扰稳定裕度的影响。最后,通过理论计算,对比有无STATCOM投入时LCC-HVDC系统在不同SCR与不同PLL参数下的最大传输有功功率（maximum available power,MAP）及临界短路比（critical short circuit ratio,CSCR）的变化规律。研究结果表明,当LCC-HVDC连接较弱系统时,控制系统之间的耦合作用对LCC锁相环的稳定可行域产生负面影响,可能引发由于LCC锁相环增益过大而导致的整个混合系统的小干扰失稳现象。展开更多
电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VS...电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VSC稳态运行时的交流侧安全稳定性约束条件,分析安全稳定判据随短路比(short-circuit ratio,SCR)的变化规律,解释VSC联于弱交流系统时无法安全稳定运行的现象,并给出求取临界短路比(critical short-circuit ratio,CSCR)的步骤流程。在此基础上,研究各种工况因素(交流等效电动势、交流等效系统阻抗、VSC运行方式等)不同时VSC的CSCR,并和PSCAD的仿真结果进行对比验证。最后,总结VSC的CSCR的主要制约因素,并给出各种运行方式下CSCR的典型范围。展开更多
柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直...柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直流线路极间短路故障电流特性,然后揭示了故障时区内外故障电流曲线的积分差异,最后提出基于线路故障电流积分比的极间短路选线方案。在实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)上搭建基于模块化多电平换流器的直流配电网仿真模型,验证了所述方案的有效性与适用性,具有较好的耐受过渡电阻和抗噪能力。展开更多
文摘对新能源多场站短路比(multiplerenewableenergy stations short circuit ratio,MRSCR)进行改进,提出一种实时临界短路比(critical short circuit ratio,CSCR)指标的求取方法,实现静态电压稳定性判别标准与临界短路比算法的统一。首先,基于MRSCR的定义分析其优缺点及适用性,在此基础上结合所提出的计及新能源出力特性的扩展雅可比矩阵,得到了新能源多场站临界短路比的求取方法;其次,理论分析了MRSCR在不同因素影响下的变化规律;最后,依托电力系统全数字仿真装置(advanced digital power system simulator,ADPSS)对新能源多场站临界短路比的准确性和有效性以及MRSCR的影响因素进行了仿真验证。仿真结果表明,所提临界短路比能够准确判定系统的临界稳定状态,评估失稳风险,且减小动态感应电动机比重、增加并联电容器容量、新能源并网点位置靠近系统侧均对MRSCR的提升有显著效果。
文摘针对高比例新能源电力系统,基于模型参数的电压支撑强度量化方法已具有较为深入的方法和结论,但是尚缺乏基于本地响应信息的电压支撑强度实时量化方法,电压支撑强度就地监测水平亟待提高。该文提出电压支撑强度实时量化方法,实现短路比实时计算,及时给出安全预警信号,为提高新能源系统安全运行水平提供技术支撑。首先,构建实时短路比(real-time short circuit ratio,RSCR)及临界实时短路比(critical real-time short circuit ratio,CRSCR)指标,实现基于本地响应信息的短路比指标实时计算,提供电压支撑强度实时量测的指标基础;其次,提出有功功率裕度、稳态低电压两类安全约束下的RSCR裕度分析方法,通过建立RSCR与功率、电压之间的函数关系分析不同安全约束下RSCR裕度的适应性,为设置安全预警阈值提供参考;然后,构建实时量测系统架构,提出涵盖系统戴维南等值参数实时辨识、短路比指标实时计算、实时安全预警等功能的算法流程,建立电压支撑强度全流程实时量测方法;最后,通过算例验证RSCR、CRSCR的准确性以及实时量测方法的有效性。实现基于实时量测信息的电压支撑强度就地监测,可以为运维人员及时掌握新能源运行状态提供一定指导,支撑更高比例新能源并网消纳。
文摘针对过往电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCCHVDC)交直流系统的强度指标缺乏严密理论基础的问题,该文研究计及LCC-HVDC交直流系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,定量分析单馈入LCC-HVDC系统不同控制方式对交直流系统静态电压稳定的影响。其次,提出一种能够衡量交直流系统电压稳定裕度的综合短路比(integrated short circuit ratio,ISCR)强度指标。该指标考虑了交直流系统的实际潮流信息,能够同时应用于交直流系统的规划、设计和运行阶段;兼顾了LCC-HVDC系统的直流功率–电压动态特性,能够研究控制方式差异性对其影响;同时,基于静态电压稳定极限定义的临界综合短路比(critical integrated short circuit ratio,CISCR)指标取值恒为1,因而能够刻画互联交流电网对直流系统的临界电压支撑强度。最后,考虑额定运行工况和负荷动态变化过程的算例分析结果,及不同强度指标的对比分析,均表明了采用ISCR和CISCR指标的有效性。
文摘针对过往多馈入直流(multi-infeed line commutated converter based high voltage direct current,MIDC)系统强度指标不能准确反映静态电压稳定的问题,该文研究计及MIDC系统静态电压稳定的强度指标定义方法。首先,在推导MIDC系统潮流分析模型的基础上,定义基于多馈入交互作用因子的等值耦合导纳的概念,等值耦合导纳可定量反映MIDC系统中其余直流子系统对被研究直流子系统的影响;并建立基于等值耦合导纳的MIDC系统单端口等值模型。其次,基于建立的MIDC系统单端口等值模型,提出一种能够准确衡量MIDC系统静态电压稳定的多馈入综合短路比(multi-infeed integrated short circuit ratio,MISCR)强度指标。最后,在不同直流功率增长场景和控制方式组合下的算例分析结果表明,所提MISCR指标比过往强度指标更能准确地衡量MIDC系统的静态电压稳定性。
文摘当电网换相换流器高压直流输电（linecommutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）逆变侧交流母线处含有静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）时,LCC-HVDC与STATCOM均需要各自的锁相环（phase-locked-loop,PLL）为其控制系统提供基准。该文考虑LCC与STATCOM锁相环各自动态建立含STATCOM的LCC-HVDC系统的小干扰模型,采用经典特征根分析方法,通过对比LCC-HVDC系统与含STATCOM的LCC-HVDC系统二者之间的锁相环与控制系统参数可行域的差异,研究STATCOM对LCC-HVDC小干扰稳定裕度的影响。最后,通过理论计算,对比有无STATCOM投入时LCC-HVDC系统在不同SCR与不同PLL参数下的最大传输有功功率（maximum available power,MAP）及临界短路比（critical short circuit ratio,CSCR）的变化规律。研究结果表明,当LCC-HVDC连接较弱系统时,控制系统之间的耦合作用对LCC锁相环的稳定可行域产生负面影响,可能引发由于LCC锁相环增益过大而导致的整个混合系统的小干扰失稳现象。
文摘电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)可用于联接弱交流系统,但其联于弱交流系统时的运行特性仍待深入研究。该文以VSC的交流侧稳态潮流方程为基础,归纳两种不同控制方式下VSC稳态运行时的交流侧安全稳定性约束条件,分析安全稳定判据随短路比(short-circuit ratio,SCR)的变化规律,解释VSC联于弱交流系统时无法安全稳定运行的现象,并给出求取临界短路比(critical short-circuit ratio,CSCR)的步骤流程。在此基础上,研究各种工况因素(交流等效电动势、交流等效系统阻抗、VSC运行方式等)不同时VSC的CSCR,并和PSCAD的仿真结果进行对比验证。最后,总结VSC的CSCR的主要制约因素,并给出各种运行方式下CSCR的典型范围。
文摘柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直流线路极间短路故障电流特性,然后揭示了故障时区内外故障电流曲线的积分差异,最后提出基于线路故障电流积分比的极间短路选线方案。在实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)上搭建基于模块化多电平换流器的直流配电网仿真模型,验证了所述方案的有效性与适用性,具有较好的耐受过渡电阻和抗噪能力。
