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大容量调相机对省级电网的影响分析

电力系统保护与控制 2020年第24期48卷 128-135页

作者：杨瑶玉王克文王君亮刘艳红郑州大学电气工程学院河南郑州450001 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450001

随着交直流混联电网的发展,越来越多地采用大容量调相机为系统提供无功支撑,提高电网运行的安全稳定性。对大容量调相机在特高压直流受端电网的应用进行研究,将调相机与电网中其他无功设备协调优化。通过对电压-无功的稳态和动态相关性... 详细信息

随着交直流混联电网的发展,越来越多地采用大容量调相机为系统提供无功支撑,提高电网运行的安全稳定性。对大容量调相机在特高压直流受端电网的应用进行研究,将调相机与电网中其他无功设备协调优化。通过对电压-无功的稳态和动态相关性分析,确定调相机的周边机组和相应的局部电网。构建含大容量调相机的非线性无功优化模型,优化局部电网的无功裕度。依据优化变量的不同特性,对连续变量和离散变量交替计算。以河南电网为算例,考虑不同负荷水平和电网结构的典型运行方式,模拟省调AVC的运行性能,进行计算分析,说明所述算法的可行性和实用性。

关键词：大容量调相机无功优化相关性分析自动电压控制无功裕度

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大容量调相机工作运行及控制策略研究

电力系统装备 2022年第2期 72-74页

作者：冯斌潘峰华北电力科学研究院有限责任公司西安分公司陕西西安710000

文章对在特高压直流输电工程大容量调相机的组成和工作原理进行了分析,对大容量调相机的运行控制策略进行了说明。

关键词：大容量调相机无功补偿特高压直流输入控制策略

一起新一代大容量调相机励磁系统故障分析及预防策略研究

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河南电力 2022年第S2期 70-75页

作者：兰琦付文林苏镇波国网河南省电力公司超高压公司河南郑州450000

本文基于一起实际典型的调相机励磁系统整流回路短路故障,根据仿真计算及试验分析,发现此类故障是因为晶闸管脉冲电缆内部干扰,快熔参数选择偏大,如晶闸管反向阻断时,晶闸管受到反向电压和干扰触发脉冲,会导致漏电流增大,长时间增大晶... 详细信息

本文基于一起实际典型的调相机励磁系统整流回路短路故障,根据仿真计算及试验分析,发现此类故障是因为晶闸管脉冲电缆内部干扰,快熔参数选择偏大,如晶闸管反向阻断时,晶闸管受到反向电压和干扰触发脉冲,会导致漏电流增大,长时间增大晶闸管损耗,造成晶闸管热失效击穿。由于快速熔断器I^(2)t值超标无法保护晶闸管,使得其他相晶闸管因严重过流而击穿。通过此类励磁系统短路故障研究,运行单位要修改现有运维措施,并建议制造厂家修改触发回路接线,加强外购元件管控,防止三相晶闸管同时损坏的故障发生,以保障运维人员人身安全和调相机安全稳定运转。

关键词：大容量调相机励磁系统短路故障仿真试验安全稳定

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大容量调相机对省级电网无功电压影响分析

大容量调相机对省级电网无功电压影响分析

作者：杨瑶玉郑州大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国交直流混联电网的不断发展,各地区对各级电力系统安全稳定运行的要求标准也逐渐提高,越来越多的地区逐步开始采用大容量调相机为系统提供无功支撑、提高电网运行的安全稳定性。大容量调相机可以在一定的范围内发出或吸... 详细信息

近年来,随着我国交直流混联电网的不断发展,各地区对各级电力系统安全稳定运行的要求标准也逐渐提高,越来越多的地区逐步开始采用大容量调相机为系统提供无功支撑、提高电网运行的安全稳定性。大容量调相机可以在一定的范围内发出或吸收无功功率,形成与特高压线路无功电压特性的相互影响和弥补。本文针对大容量调相机在特高压直流受端电网中的投运以及应用进行相应的研究分析,研究大容量调相机并网运行方式,将其与电网中的其它无功设备统一协调优化,充分发挥大容量调相机无功调控能力,确保达到电网综合运行效益的优化,来进一步分析大容量调相机对省级电网无功电压的影响。本文所进行的主要研究工作如下:首先,针对电力系统无功优化所涉及的相关算法进行分析:电力系统进行状态估计时两种常用的基本算法;电力系统无功优化数学模型的特点,针对无功优化数学模型的一般构成及优化模型的一般性求解方法进行相关阐述;根据实际电网中变量的特性,对无功优化的处理方式做出一些优化改进。其次,构建含大容量调相机的非线性无功优化数学模型,以有功损耗与电压合格率作为目标函数。由于大容量调相机的主要用途是直流线路闭锁时的动态系统电压调节,为保障特高压直流受端电网的稳定性,增强特高压直流对连续换相失败的抵御能力,需要在换流站近区保留足够的无功裕度,因此在目标函数中加入局部电网的无功裕度。通过对电压-无功的稳态和动态相关性分析,利用稳态无功优化算法与动态小干扰稳定性的特征值分析法,筛选出调相机的周边机组,构成相应的局部电网,其中的发电机组与调相机间具有强相关性。计算无功裕度时,不再逐一考虑以换流站为中心的周边区域,而是直接计算以调相机为中心的局部电网的无功裕度。建立无功优化模型的求解算法,依据优化变量的不同特性,采用不同的算法交替处理待求的连续与离散变量,完成无功优化计算过程。最后,以河南电网作为算例,按文中建立的优化模型及优化算法,模拟省调AVC的运行性能,编写优化程序计算,验证本文所述含大容量调相机的无功优化模型的可行性与实用性。

关键词：大容量调相机无功优化相关性分析自动电压控制无功裕度

大容量调相机失磁保护及其接入对交直流系统保护影响研究

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大容量调相机失磁保护及其接入对交直流系统保护影响研究

作者：余青蔚华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

为解决特高压直流输电送受端系统动态无功储备不足及电压调节特性恶化问题,国家电网公司计划“十三五”期间投运一批大容量调相机组。本文以大容量调相机接入系统后的适应性研究为核心,围绕调相机失磁保护配置、大容量调相机接入对线路... 详细信息

为解决特高压直流输电送受端系统动态无功储备不足及电压调节特性恶化问题,国家电网公司计划“十三五”期间投运一批大容量调相机组。本文以大容量调相机接入系统后的适应性研究为核心,围绕调相机失磁保护配置、大容量调相机接入对线路距离保护的影响、对发电机失磁保护的影响和对直流系统的影响这4个部分开展研究。本文首先建立了调相机失磁故障仿真模型,系统研究调相机失磁后的电气量特征;对现有调相机失磁保护原理、方法进行了介绍,分析现有保护存在的问题,并在此基础上提出了一种调相机失磁保护新方案。新型失磁保护采用无功速率作为新判据,在可靠识别失磁故障的同时,能够最大程度发挥调相机的无功调节作用。然后依据大容量调相机无功响应特性和距离保护基本原理,对接入大容量调相机后的距离保护测量阻抗表达式进行推导,并定性分析调相机接入后测量阻抗的变化特征。调相机注入电流作用于过渡电阻,会使接入侧保护测量阻抗减小,对侧保护测量阻抗增大。在纯交流电网中,这种影响较为明显,但在交直流互联系统中,影响则十分有限。针对调相机接入纯交流电网给距离保护带来的不利影响,可采用能容许较大过渡电阻能力的测量元件动作特性,从而提高距离保护的动作性能。从理论和仿真两方面分析发电机失磁后的物理过程及动态响应特性,并重点分析失磁后发电机的等有功阶段时间特性。建立了含大容量调相机接入的单机无穷大系统和多机系统,结合仿真分析在不同负荷水平及不同失磁故障类型下大容量调相机对发电机失磁保护以及多机系统失磁的影响。研究表明,调相机的接入延长了发电机失磁过程中的等有功阶段,但不会影响失磁保护的正确动作,因此,调相机的接入对失磁机本身影响不大;在多机系统中,调相机的接入增加了系统无功储备,有助于失磁机及邻近正常机组的同步运行。最后本文建立了含大容量调相机接入的特高压交直流混联电网联合仿真环境,从系统层面出发,分析送、受端电网的严重故障对动态无功的不同需求,并通过仿真,验证大容量调相机的接入对送、受端电网稳定性的影响。然后结合理论推导,分析调相机初始无功出力对其暂态无功输出能力的影响,并在此基础上提出高压直流换流站大容量调相机稳态无功出力方案。

关键词：大容量调相机仿真建模失磁保护换相失败

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大容量调相机对电网的小干扰稳定性影响分析

大容量调相机对电网的小干扰稳定性影响分析

作者：杨永涛郑州大学

学位级别：硕士

由于特高压交、直流线路的投运,河南省网的运行条件发生变化。调相机是保证大电网安全稳定运行的重要基础性工作,本文结合邵陵变调相机工程,将调相机现场试验与系统应用研究相结合。研究调相机控制性能,提升电网动态运行特性。从小干扰... 详细信息

由于特高压交、直流线路的投运,河南省网的运行条件发生变化。调相机是保证大电网安全稳定运行的重要基础性工作,本文结合邵陵变调相机工程,将调相机现场试验与系统应用研究相结合。研究调相机控制性能,提升电网动态运行特性。从小干扰稳定角度分析调相机励磁系统控制参数,研究可用于调相机的新型辅加控制器,增加系统阻尼,从而增加系统稳定性。论文的研究内容主要包括:(1)对于调相机励磁系统特性的分析,在单机无穷大系统的三阶和六阶线性化模型下推导出电磁功率和功角的表达式,通过编程求出两者在不同频率下的幅值和相移,然后在调相机不同无功出力下通过两者的幅频特性曲线研究调相机励磁系统对转矩的影响;将调相机作为发电机,改变其有功出力,根据幅频特性曲线分析发电机励磁系统对转矩的影响。(2)推导计及和不计及系统电压调节器PSVR时的系统电压V和高压母线电压V之间的关系式并通过编程画出幅频相频特性曲线。对于计及PSVR的调相机V-V相频特性中,相移值体现调相机对有功功率的影响,其值越小,对有功功率的影响也越小,因此通过调整PSVR移相环节的时间常数值,可改变调相机的V-V相频特性曲线。据此确定PSVR移相环节的时间常数值。(3)对于PSVR增益系数的调整,本文利用同步发电机六阶模型并借助GMR/PMT技术来建立小干扰线性化模型,在此基础上形成系统的状态空间方程。通过系统的状态方程可以求出系统的特征值、参与因子。由此可以确定系统的机电振荡模式和电压振荡模式。利用各特征值与两台调相机电势的相关系数进行调相机相关特征值分析;在平、峰、谷三种运行方式下,计算系统的特征值,利用参与因子确定与调相机(电势)相关的电压振荡模式并根据电压振荡模式的是否稳定来调整相对应情况下PSVR的增益系数。(4)在平运行方式下,PSVR增益系数和调相机无功出力取不同值,计算系统特征值,利用参与因子确定与调相机相关的功角振荡模式。分析两种方式下对调相机功角振荡模式的影响。从而为调相机PSVR参数调整提供参考。

关键词：大容量调相机系统电压调节器参数调整参与因子振荡模式

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大容量调相机定子空心股线堵塞故障分析

大容量调相机定子空心股线堵塞故障分析

作者：刘通哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

调相机作为我国电力系统重要的无功补偿设备,其容量越大,经济效益越高。由此也带来新的问题,调相机电机容量增大,线棒内通过电流变大,产生热量增多,电机内冷却散热系统变得更加复杂,一旦出现故障势必造成维护困难,维护成本增加,因此有... 详细信息

调相机作为我国电力系统重要的无功补偿设备,其容量越大,经济效益越高。由此也带来新的问题,调相机电机容量增大,线棒内通过电流变大,产生热量增多,电机内冷却散热系统变得更加复杂,一旦出现故障势必造成维护困难,维护成本增加,因此有必要研究调相机冷却系统结构和分布特点并对其各种故障情况进行分析,减少其出现故障的几率,保证调相机安全可靠运行。目前运行在电力系统中的同步调相机发生的各种故障中定子空心股线发生堵塞故障是最常见也是危害最严重的故障之一,对其分析研究具有一定实际意义。本文分析当前同步调相机的研究背景和现状,并以一台300MVar大容量双水内冷大型同步调相机为研究对象,研究该调相机定子整体结构,分析其内冷水回路结构和分布特点,同时结合定子空心股线堵塞形成原因,探究不同堵塞程度下合理清理方案。建立调相机单个定子槽内绕组二维电磁场求解模型,分析其漏磁场分布和电密分布,求解调相机定子线棒各股线电阻增大系数,并对其分布特征进行分析,探究其中规律。在此基础上继续计算各股线热密,为调相机温度场流固耦合仿真及实验对比分析作铺垫。建立同步调相机定子空心股线不同堵塞程度下三维流固耦合模型,计及局部阻力系数,分析定子单根及多根空心股线不同堵塞系数下温度分布,探究定子各部分温度与堵塞系数之间的关系;与此同时,分析单根及多根空心股线全部堵塞时温度分布规律。最后,进一步衡量诸如进水流速、进水温度、进风流速和进风温度等影响因素对定子温升的影响程度。论文取得了在大容量调相机定子空心股线不同堵塞状况对定子温度变化的影响和探究其他影响定子温度的因素方面的相关结论,具有一定借鉴价值。

关键词：大容量调相机冷却系统空心股线堵塞系数影响因素

河南电网加装新型大容量同步调相机的稳定性研究

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2021年第2期 148-150页

作者：付文林郭玲玲国网河南省电力公司检修公司河南郑州450007 国网濮阳供电公司河南濮阳457000

本文研究在河南电网500KV邵陵变加装2×300MVAR调相机后,对天中直流受端电网稳定水平的影响。首先介绍大容量调相机的原理及运行特性。然后分析河南电网存在的电压稳定问题,最后通过仿真分析天中直流双极闭锁和正常大负荷方式,调相机对... 详细信息

本文研究在河南电网500KV邵陵变加装2×300MVAR调相机后,对天中直流受端电网稳定水平的影响。首先介绍大容量调相机的原理及运行特性。然后分析河南电网存在的电压稳定问题,最后通过仿真分析天中直流双极闭锁和正常大负荷方式,调相机对系统稳定的影响,结果表明调相机具备短时过载能力,动态响应速度快,有效的提高了河南电网安全稳定运行水平。

关键词：大容量调相机河南电网运行特性直流双极闭锁系统稳定

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新型大容量调相机原理及运行控制

电气技术 2021年第6期22卷 87-91页

作者：苏东亮邓化运山东中实易通集团有限公司济南250000

新型大容量调相机具备吸收或发出大量无功且无功数值能够快速连续调节的特性,可为电网提供大容量无功备用,改善电网无功平衡状况,有效提高电网稳定性、运行性能及效益,且在电网系统故障时可提供有效的电压支撑。调相机的控制策略贯穿其... 详细信息

新型大容量调相机具备吸收或发出大量无功且无功数值能够快速连续调节的特性,可为电网提供大容量无功备用,改善电网无功平衡状况,有效提高电网稳定性、运行性能及效益,且在电网系统故障时可提供有效的电压支撑。调相机的控制策略贯穿其整个运行过程,直接影响其运行的安全性、可靠性及经济性。本文分析了其控制原理及欠励运行、过励运行阶段模型,探讨某工程调相机开机阶段、运行阶段、停机阶段的控制策略及其技术难点和注意事项。

关键词：大容量调相机励磁欠励运行过励运行无功