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考虑VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算

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中国电机工程学报 2023年第10期43卷 3731-3741页

作者：王学奎彭春华孙惠娟华东交通大学电气与自动化工程学院江西省南昌市330013

鉴于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的控制策略会对含VSC交直流混合电网潮流产生直接影响,该文构建考虑多种VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算模型。该模型通过构造等效电路建立换流站内VSC控制参数与交流电网输出功率... 详细信息

鉴于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的控制策略会对含VSC交直流混合电网潮流产生直接影响,该文构建考虑多种VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算模型。该模型通过构造等效电路建立换流站内VSC控制参数与交流电网输出功率的直接联系,以实现完整VSC电路模型下潮流方程的统一;并通过引入VSC自适应下垂控制系数作为潮流计算变量,以弥补现有方法无法适用于VSC自适应下垂控制策略电网的不足;此外,该模型将VSC调制度作为求解变量,并考虑调制度的约束问题,有效限制了调制度越限情形,还可实现调制度不同设定值下的潮流计算。基于上述模型,采用统一迭代法最终实现考虑各种VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算,并通过算例验证模型的有效性与计算方法的快速收敛性。

关键词：电压源换流器控制策略交直流混合电网潮流计算自适应下垂控制调制度

交直流混合电网中直流50Hz和100Hz保护研究

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电力系统自动化 2008年第12期32卷 57-60,103页

作者：傅闯饶宏黎小林南方电网技术研究中心广东省广州市510623

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网,交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真(RTDS)对交直流混合运行电网中直流系统... 详细信息

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网,交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真(RTDS)对交直流混合运行电网中直流系统50Hz和100Hz保护整定原则进行了深入研究,提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100Hz保护整定原则,并给出了基于EMTDC仿真的定量计算方法。该整定原则已应用于南方电网的天广、高肇和兴安直流输电系统,解决了南方电网中存在的交直流保护不配合的关键问题。

关键词：交直流混合电网交直流控制保护配合主设备直流50Hz保护直流100Hz保护

交直流混合电网故障耦合特性分析与继电保护研究

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电力系统保护与控制 2021年第14期49卷 176-187页

作者：侯俊杰宋国兵徐瑞东郭冰尹利帅吕江涛西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

随着交直流混合程度加深,电网运行难度明显增加,保障交直流混合电网安全运行已成为我国电网重大而紧迫的需求。换流站是交直流混合电网的枢纽,区别于传统同步机电源,故障耦合特性呈现复杂性。从换流站对扰动的响应与传递特性出发,阐述... 详细信息

随着交直流混合程度加深,电网运行难度明显增加,保障交直流混合电网安全运行已成为我国电网重大而紧迫的需求。换流站是交直流混合电网的枢纽,区别于传统同步机电源,故障耦合特性呈现复杂性。从换流站对扰动的响应与传递特性出发,阐述了其耦合特性及产生机理,为交直流混合电网的故障分析与保护研究提供了理论基础。在此基础上评估了交直流线路保护适应性,并研究了不同故障时段的继电保护新原理。最后提出了控制与保护协同作用的建议与设想,探讨了进一步的研究方向。

关键词：交直流混合电网故障耦合特性继电保护控保协同

含有多馈入直流的交直流混合电网高压直流建模研究

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中国电机工程学报 2004年第9期24卷 68-73页

作者：毛晓明管霖张尧吴小辰彭显刚华南理工大学电力学院广东广州510640 中国南方电网电力调度通信中心广东广州510620 广东工业大学自动化学院广东广州510090

讨论了目前研究交、直流混合电网时在直流建模方面存在的模型过度简化及模型选用不恰当问题;分析了稳定性研究中直流建模的一般方法,指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征;基于NETOMAC环境,以中国南方电网为原型对改进的直流... 详细信息

讨论了目前研究交、直流混合电网时在直流建模方面存在的模型过度简化及模型选用不恰当问题;分析了稳定性研究中直流建模的一般方法,指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征;基于NETOMAC环境,以中国南方电网为原型对改进的直流响应模型和直流详细模型进行了建模和仿真对比研究,分析了两种模型的优、缺点和适应性;对含有多馈入直流且直流落点邻近的南方电网,探讨了现有HVDC建模方法在研究大扰动下交直流相互影响及直流换相失败对邻近交直流系统的影响方面存在的明显不足。从基于动态相量法计及电压畸变的新直流相量模型研究和基于机电/电磁暂态模型的交直流混合仿真算法研究两个截然不同的角度提出了可行的直流建模研究思路。研究成果为含有多馈入直流的交直流混合电网的安全稳定分析提供了建模依据和参考,也为仿真分析多直流逆变站的连锁换相失败问题提供了新的解决思路。

关键词：交直流混合电网高压直流建模直流输电系统电力系统电力网仿真

基于交直流解耦的超大规模交直流混合电网潮流计算可行解获取方法的研究

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中国电机工程学报 2015年第24期35卷 6275-6282页

作者：张彦涛秦晓辉周勤勇郭强汤涌天津大学天津市南开区300072 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

目前的交直流交替迭代潮流算法应用于超大规模交直流系统时经常面临收敛性差甚至不收敛的问题,无法有效获取可行解。文中提出基于交直流完全解耦从而获取潮流计算的可行解的方法,可提高超大规模交直流系统潮流计算收敛性,并避免交直流... 详细信息

目前的交直流交替迭代潮流算法应用于超大规模交直流系统时经常面临收敛性差甚至不收敛的问题,无法有效获取可行解。文中提出基于交直流完全解耦从而获取潮流计算的可行解的方法,可提高超大规模交直流系统潮流计算收敛性,并避免交直流交换功率在交替迭代中发散的问题,文中方法的主要观点是交流换流母线电压在正常运行范围内并且直流运行于正常工况时,直流系统可与交流系统完全实现功率解耦,从而可将直流系统等效为恒定功率注入交流系统;待交流系统潮流计算迭代收敛后再求解直流系统换流变的有关变量。若换流变压器分接头越限,则表明交流换流母线电压不能维持在正常运行范围内,可为交流系统调整提供有效的信息,并能正确反映系统运行状态的突出问题。文中所提方法同样适用于未来含级联直流及多端直流的系统。通过我国多个大规模交直流系统算例,表明算法具有极佳的收敛性和鲁棒性。

关键词：电力系统交直流混合电网潮流计算可行解牛顿–拉弗逊法潮流计算收敛性

含电压源换流器的交直流混合电网潮流统一表达与可行解求取

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中国电机工程学报 2016年第5期36卷 1260-1268页

作者：柴润泽窦竟铭张保会电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

通常计算含电压源换流器(voltage source converter,VSC)的并联型直流电网与交流电网共同组成的交直流混合电力系统的潮流,按照VSC换流站的控制方式列写对应的电网潮流方程,将有多种表达形式,不便于控制方式切换时潮流的统一求解。该文... 详细信息

通常计算含电压源换流器(voltage source converter,VSC)的并联型直流电网与交流电网共同组成的交直流混合电力系统的潮流,按照VSC换流站的控制方式列写对应的电网潮流方程,将有多种表达形式,不便于控制方式切换时潮流的统一求解。该文建立任意控制方式下VSC换流站交、直流两侧变量关系的3个统一表达式,控制方式切换仅改变表达式中的某些系数值,使得混合电网的统一潮流表达模型不变,仅其对应的雅克比元素值改变。提出了基于牛拉法的潮流求解算法,发生电源、负荷方式变化后,首先通过调度计划切换换流站控制方式自动获得可行解。若切换后仍无可行解,则采用约束潮流方法修正指令值,最终自动求取可行解。在交直流混合电网进行诸如N-1安全校验潮流计算、连续潮流计算需要控制方式切换时,该文表达和方法将大大提升计算效率。以含7端VSC直流电网的交直流混合电网为算例,验证了表达与求解的高效性和有效性。

关键词：电压源换流器直流电网交直流混合电网统一表达潮流求解

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含电力电子变压器的交直流混合电网最优潮流

电网技术 2019年第9期43卷 3288-3296页

作者：耿琪胡炎何建宗周永言赵伟上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240 广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市523000 广东电网有限责任公司电力科学研究院广东省广州市510080

电力电子技术的发展以及直流电源和直流负荷的应用,促使交流电网向交直流混合电网转变。传统交流电网最优潮流(OPF)问题可以确定电网的安全经济运行状态,非线性潮流方程的存在使得OPF问题属于非线性非凸优化问题的范畴。在融合电力电子... 详细信息

电力电子技术的发展以及直流电源和直流负荷的应用,促使交流电网向交直流混合电网转变。传统交流电网最优潮流(OPF)问题可以确定电网的安全经济运行状态,非线性潮流方程的存在使得OPF问题属于非线性非凸优化问题的范畴。在融合电力电子变压器(PET)的交直流混合电网中,PET的运行约束进一步增加了交直流混合电网OPF问题的非凸性。将重点解决交直流混合电网OPF问题的非凸性。交直流混合电网OPF问题的目标函数为最小化发电成本以及线路和电力电子变压器的损耗,约束条件包括交直流电网中各节点功率平衡约束,电压幅值约束,各支路功率约束以及和电力电子变压器相关的运行约束。使用凸松弛技术将OPF问题转化为半定规划(SDP)问题,并推导得出零松弛间隙的充分条件,以获得全局最优解。在含PET的扩展IEEE 33测试系统上进行仿真,证明了零松弛间隙的充分条件适用于实际交直流混合电网,并且可以获得全局最优解。

关键词：交直流混合电网电力电子变压器最优潮流半定规划

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南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略

电力系统自动化 2005年第20期29卷 55-59页

作者：毛晓明张尧管霖吴小辰彭显刚华南理工大学电力学院广东省广州市510640 中国南方电网技术研究中心广东省广州市510620 广东工业大学自动化学院广东省广州市510090

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题,在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上,考虑到南方电网近距离直流多落点的特点,提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中,结合模式可控... 详细信息

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题,在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上,考虑到南方电网近距离直流多落点的特点,提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中,结合模式可控性指标首先进行相关控制点的PSS参数优化以抑制直流调制不敏感的模式,在前一层优化的前提下再进行直流阻尼调制控制器的参数优化。这样既能保证二者的协调控制,又能有效地控制优化进程和降低计算量。最后通过仿真计算验证了协调控制策略的合理性和有效性。此工作可为研究近距离直流多落点交直流混合电网的低频振荡抑制问题提供新思路。

关键词：区域振荡电力系统稳定器直流调制协调控制交直流混合电网

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广东交直流混合电网的运行稳定性研究

电网技术 2005年第11期29卷 1-4,35页

作者：李峰管霖钟杰峰陈志刚华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省电力设计研究院广东省广州市510600

建立了包含广东220kV及以上电压等级系统和主要互联省网等值系统的详细机电暂态仿真模型,在BPA平台上对2005年处于多回直流馈入交直流混合运行状态的广东电网的运行稳定性问题进行了全面测算和分析。通过计算广东电网的各逆变站在不同... 详细信息

建立了包含广东220kV及以上电压等级系统和主要互联省网等值系统的详细机电暂态仿真模型,在BPA平台上对2005年处于多回直流馈入交直流混合运行状态的广东电网的运行稳定性问题进行了全面测算和分析。通过计算广东电网的各逆变站在不同运行方式下的短路比分析了广东电网作为直流受端系统的强度。通过负荷中心附近发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,分析了多个逆变站同时发生换相失败的可能性及其对广东电网安全稳定性的影响。通过区内外多重故障后果的对比分析,指出了广东电网的薄弱环节,并提出了相应的控制对策。

关键词：交直流混合电网稳定性研究广东电网暂态稳定计算多重故障 220kV 稳定性问题 2005年安全稳定性仿真模型等级系统运行状态运行方式负荷中心换相失败对比分析薄弱环节控制对策逆变站 BPA 端系统短路比可能性