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计及直流短路特性的单相故障换相失败免疫指标

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电网技术 2018年第9期42卷 2760-2767页

作者：郭紫昱林涛王立永翟学王训哲徐遐龄刘林武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 国网北京市电力公司北京市西城区100031 湖北省电力勘测设计院有限公司湖北省武汉市430040 国家电网公司华中分部湖北省武汉市430077 国家电网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024

对电力系统最常见的单相故障,提出单相故障本地换相失败免疫指标和多馈入系统的换相失败免疫指标。在计算接地阻抗和短路电压的关系时,针对阻抗法未考虑直流系统短路特性的不足进行分析,提出基于交直流潮流的多馈入系统短路电压计算方法... 详细信息

对电力系统最常见的单相故障,提出单相故障本地换相失败免疫指标和多馈入系统的换相失败免疫指标。在计算接地阻抗和短路电压的关系时,针对阻抗法未考虑直流系统短路特性的不足进行分析,提出基于交直流潮流的多馈入系统短路电压计算方法,以更加精确地得到临界阻抗。基于CIGRE-benchmark模型构建了三馈入系统,通过时域仿真结果、阻抗法计算结果和文中结果的对比,证明了所提算法的有效性和先进性。

关键词：多馈入直流单相故障换相失败免疫指标直流短路特性

面向新能源外送系统次/超同步振荡的控制器参数协调优化

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电工技术学报 2019年第5期34卷 983-993页

作者：盛逸标林涛陈宝平陈汝斯郭紫昱徐遐龄武汉大学电气工程学院武汉430072 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司武汉430072 国家电网华中电力调控分中心武汉430077

作为大规模可再生能源的主要输送方式,风电、光伏经高压直流输电(HVDC)并网外送的形式在新能源的异地消纳上发挥作用的同时,也引发了次/超同步振荡(SSO/SupSO)现象。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是对在直驱永磁同步机组(DD-PM... 详细信息

作为大规模可再生能源的主要输送方式,风电、光伏经高压直流输电(HVDC)并网外送的形式在新能源的异地消纳上发挥作用的同时,也引发了次/超同步振荡(SSO/SupSO)现象。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是对在直驱永磁同步机组(DD-PMSG)机/网侧控制器(GSC)参数与柔性直流输电(VSC-HVDC)送/受端控制器(SEC/REC)参数对于次/超同步振荡模式存在阻尼耦合的问题上的应对方案尚待深入研究。对此,该文通过优化风电柔直并网系统控制器参数来抑制系统次/超同步振荡,将阻尼耦合问题转换为控制器之间的参数协调优化问题。具体而言,以主导控制器参数作为优化变量,以待改善振荡模式为目标模式,以目标模式阻尼比最大化为优化目标,建立主导控制器参数的协调优化模型,采用了全局搜索性好、收敛速度快的I-PGSA算法对协调优化模型进行求解,获得最优控制器参数。在协调优化过程中,采用模式追踪技术对目标模式进行追踪锁定,确保优化的针对性;在约束条件中,提出了动态阻尼比概念并对各振荡模式的阻尼比阈值进行动态设定,保证优化的合理性。最后,基于PSCAD/EMTDC对控制器参数优化效果进行时域仿真和比对,结果验证了所提协调优化策略的有效性和优越性。

关键词：直驱永磁同步机组柔性直流输电次/超同步振荡优化模型动态阻尼比模式追踪

直驱风电场经VSC-HVDC并网系统的多频段振荡特性分析

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电工技术学报 2018年第A1期33卷 176-184页

作者：陈宝平林涛陈汝斯郭紫昱盛逸标徐遐龄武汉大学电气工程学院武汉430072 国家电网公司华中分部武汉430077

风电、光伏经由高压直流(HVDC)并网外送已经成为可再生能源消纳的理想方案。对于直驱型永磁同步风力发电机组(D-PMSG)经柔性直流输电(VSC-HVDC)技术并网外送系统的多频段振荡(MBO)问题值得深入研究。首先分别建立D-PMSG与VSC-HVDC的动... 详细信息

风电、光伏经由高压直流(HVDC)并网外送已经成为可再生能源消纳的理想方案。对于直驱型永磁同步风力发电机组(D-PMSG)经柔性直流输电(VSC-HVDC)技术并网外送系统的多频段振荡(MBO)问题值得深入研究。首先分别建立D-PMSG与VSC-HVDC的动态模型,并推导两者之间的接口动态方程,进而得到D-PMSG经VSC-HVDC并网外送系统的完整动态模型。基于特征值分析法,发现系统存在低频、次/超同步、高频多频段振荡模式,而这些振荡模式不仅与换流控制器参数有关,还与VSC-HVDC受端电网短路比及直流输电线路参数密切相关。通过PSCAD/EMTDC进行时域仿真,验证模型与特征值分析结果的正确性。进一步深入研究分析VSC-HVDC受端电网短路比与直流输电线路参数对多频段振荡阻尼特性的影响。结果发现,从调度运行的角度出发,尤其应当监视可能引起短路比过低进而恶化强相关模式阻尼比的运行状态;直流输电线路参数对高频振荡模式影响较大,直流线路过短特别是柔直背靠背的情况应给予关注。

关键词：风电柔性直流输电多频段振荡直驱永磁同步发电机接口动态方程

采用VSC-HVDC并网的直驱风电场次/超同步振荡特性

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电力系统自动化 2018年第22期42卷 44-51页

作者：陈宝平林涛陈汝斯郭紫昱盛逸标徐遐龄武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 国家电网华中电力调控分中心湖北省武汉市430077

风电、光伏经由高压直流输电系统并网外送已经成为大规模可再生能源基地的主要输送方式。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是直驱风电机组与柔性高压直流(VSC-HVDC)输电系统之间相互作用引发的次/超同步振荡问题值得深入研究。首先... 详细信息

风电、光伏经由高压直流输电系统并网外送已经成为大规模可再生能源基地的主要输送方式。对于风电引发的次/超同步振荡问题,尤其是直驱风电机组与柔性高压直流(VSC-HVDC)输电系统之间相互作用引发的次/超同步振荡问题值得深入研究。首先,分别建立直驱风电机组与VSC-HVDC的动态模型,并深入分析与推导两者之间的接口矩阵与接口动态方程,进而得到直驱风电机组经VSC-HVDC并网外送的完整动态模型。在此基础上,采用特征值分析法计算得到各振荡模式的参与因子,并根据模式参与因子判断出次/超同步振荡模式之间存在阻尼耦合。通过PSCAD/EMTDC进行时域仿真,验证了模型与特征值分析结果的正确性。进一步深入分析风电并网距离/阻抗、直驱风电机组机/网侧控制器与VSC-HVDC送/受端控制器参数对次/超同步振荡阻尼特性的影响,结果表明:同一个控制器参数可同时影响多个次/超同步模式,同一个次/超同步模式可同时受多个控制器参数影响,并且这种阻尼耦合的影响可能趋同(调节控制器参数,耦合的两种模式的阻尼比同向变化),可能趋反(调节控制器参数,耦合的两种模式的阻尼比反向变化),也可能趋同与趋反同时存在。

关键词：直驱永磁同步发电机柔性高压直流输电系统次同步振荡超同步振荡特征值分析接口矩阵阻尼耦合

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含光伏电站的电网自适应接地距离保护研究

中国电力 2016年第2期49卷 78-83页

作者：翟学林涛吴俊鹏郭紫昱徐遐龄武汉大学电气工程学院湖北武汉430072 太阳能高效利用湖北省协同创新中心湖北武汉430068 华中电力调控分中心湖北武汉430072

光伏电站并网使110 k V系统拓扑结构发生变化,同时光伏电站等效阻抗随运行方式的不同而改变,线路原有的距离保护受到影响。根据光伏电站的运行特性,推导了距离保护测量阻抗与光伏电站等效阻抗的关系,并对保护测量阻抗受到影响的机理进... 详细信息

光伏电站并网使110 k V系统拓扑结构发生变化,同时光伏电站等效阻抗随运行方式的不同而改变,线路原有的距离保护受到影响。根据光伏电站的运行特性,推导了距离保护测量阻抗与光伏电站等效阻抗的关系,并对保护测量阻抗受到影响的机理进行了分析。根据不同运行方式下计算得到的光伏电站等效阻抗,提出了基于修正测量阻抗的自适应接地距离保护方案,使保护能够适应光伏电站运行方式的多样性,并且无需改变保护的整定值。在PSCAD/EMTDC中搭建了某地区光伏电站接入110 k V电网的实际拓扑结构并进行仿真分析,分析结果验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：光伏电站等效阻抗自适应接地距离保护测量阻抗修正

基于短路比的VSC-HVDC交流换流母线脆弱性研究

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电气应用 2015年第14期34卷 121-125页

作者：翟学郭紫昱吴俊鹏武汉大学电气工程学院

高压直流输电逐渐在现代电网中得到广泛应用,与交流输电相比,直流输电具有输送功率大、输送距离远等优点。直流输电需要消耗大量的无功功率,会对交流系统换流母线电压稳定带来一些问题;同时,柔性直流输电技术在研究和工程上得到了越来... 详细信息

高压直流输电逐渐在现代电网中得到广泛应用,与交流输电相比,直流输电具有输送功率大、输送距离远等优点。直流输电需要消耗大量的无功功率,会对交流系统换流母线电压稳定带来一些问题;同时,柔性直流输电技术在研究和工程上得到了越来越多的关注。然而,柔性直流输电虽然受无功功率影响较小,其换流母线仍然会有电压稳定问题,因此对于直流输电系统换流母线的脆弱性即电压稳定的评估日益受到关注。基于传统短路比的方法提出了适用于评价常规直流输电系统及柔性直流输电系统换流母线的脆弱性指标,最后在PSCAD/EMTDC中验证了所提指标的可行性和有效性。

关键词：柔性直流电压稳定短路比脆弱性

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并网光伏电站的一次调频特性分析

电测与仪表 2016年第19期53卷 88-92页

作者：吴俊鹏杨晓栋翟学郭紫昱林涛武汉大学电气工程学院武汉430072 太阳能高效利用湖北省协同创新中心武汉430072 登封市供电公司河南登封452470

太阳能作为一种可再生、无污染的能源,具有较好的发展前景。当大规模光伏电站接入孤立电网时,将导致系统惯性降低,调频能力不足,威胁到电网的安全运行。针对此,文中改变光伏电站的功率控制方式,设定了光伏电站的减载水平和功频静态特性... 详细信息

太阳能作为一种可再生、无污染的能源,具有较好的发展前景。当大规模光伏电站接入孤立电网时,将导致系统惯性降低,调频能力不足,威胁到电网的安全运行。针对此,文中改变光伏电站的功率控制方式,设定了光伏电站的减载水平和功频静态特性,使光伏电站参与系统的一次调频。通过在PSCAD/EMTDC软件中仿真分析,表明光伏电站在所提控制策略下实现了一次调频的功能,分担了常规电厂的一次调频压力,减小了系统频率的变化量,提高了系统的频率稳定性,验证了所提方法的有效性。

关键词：光伏电站孤立电网功率控制一次调频 PSCAD/EMTDC

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直流换相失败整体免疫能力评估方法与应用

电力科学与技术学报 2019年第4期34卷 13-20,28页

作者：杨明臻林涛齐清郭紫昱张彦琪陈益超武汉大学电气工程学院湖北武汉430072 国网北京市电力公司北京100031

交流故障导致直流系统换相失败的免疫能力评估方法,可以为交直流混合电力系统的规划和安全稳定运行提供合理有效的决策依据。首先,采用换相失败免疫因子量化交流系统各节点的换相失败免疫能力,通过计算各交流节点允许接入的最大三相接... 详细信息

交流故障导致直流系统换相失败的免疫能力评估方法,可以为交直流混合电力系统的规划和安全稳定运行提供合理有效的决策依据。首先,采用换相失败免疫因子量化交流系统各节点的换相失败免疫能力,通过计算各交流节点允许接入的最大三相接地阻抗确定该指标值。基于此,利用PAM聚类算法辨识电网免疫能力薄弱节点。构建基于换相失败免疫因子均值和均衡程度的免疫能力整体评估指标,综合评估直流系统抵御交流故障的免疫能力。最后,模拟算例和基于某省级电网2种远期规划方案的实际算例,均验证了该文方法的优越性和有效性。

关键词：交流故障换相失败聚类整体免疫能力

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考虑低电压穿越特性的光伏电站准入容量研究

电力科学与技术学报 2015年第3期30卷 11-16页

作者：林涛翟学吴俊鹏郭紫昱陈汝斯张安龙李艳武汉大学电气工程学院湖北武汉430072 太阳能高效利用湖北省协同创新中心湖北武汉430068 深圳供电局有限公司深圳518001

随着光伏电站的接入,配电网由单电源结构变成双电源或多电源结构,在发生故障时可能引起短路电流大小和方向的变化,导致原有保护的不正确动作。与传统同步发电机相比,光伏电站的短路电流特性有很大差异,且受到光伏电站低电压穿越控制策... 详细信息

随着光伏电站的接入,配电网由单电源结构变成双电源或多电源结构,在发生故障时可能引起短路电流大小和方向的变化,导致原有保护的不正确动作。与传统同步发电机相比,光伏电站的短路电流特性有很大差异,且受到光伏电站低电压穿越控制策略的影响。讨论在满足保护正确动作的前提下,考虑光伏电站的短路电流特性,提出在不改变原有保护的条件下确定光伏电站准入容量的方法,并提出提高光伏电站准入容量的改进措施,为电网规划和调度运行提供指导。最后,通过对某含光伏电站的10kV配电网进行分析计算和仿真,验证了该文方法的有效性。

关键词：光伏电站电流保护低电压穿越准入容量