摘要:提出了一种适用于区域大规模风电并网的六端柔性直流输电系统，设计了该系统的协调控制策略，即送端电压源型换流器(VSC)采用交流电压控制、受端VSC采用直流电压下垂控制。以直流网络损耗最小作为优化目标，计算了系统稳态运行点。通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建仿真算例，验证了所提出的系统控制策略可以自动跟踪风电功率波动并协调受端功率分配。通过设计系统启动和风功率波动及交流侧故障和换流器停运的仿真算例，验证了该六端柔性直流输电系统具有良好的功率调控能力和运行灵活性。

摘要:结合±1 100 kV特高压直流分层接入方式下受端连接多个交流系统的特点，建立了逆变侧各换流器的附加功率-电压控制，通过独立控制各换流器触发角实现对其输送功率的独立调节。同时，为了减少在紧急功率控制过程中各换流器发生换相失败的可能，提出最优功率比的概念，将整流侧阶梯式功率提升指令按最优功率比进行预估，并分配给逆变侧各换流器的附加功率-电压控制，实现对逆变侧各换流器提升功率的协调控制。基于PSCAD仿真平台，采用±1 100 kV特高压直流系统逆变侧分层接入500 kV/1 000 kV交流系统的仿真系统进行验证。结果表明，附加功率-电压控制器能够实现对换流器输送功率的独立控制，有利于发挥分层接入方式下潮流分布可控的优势。功率协调控制策略在紧急功率控制时能够将直流功率合理分配给各换流器，有利于充分利用各换流器输送功率的能力，并减小换流器发生换相失败的可能。

摘要:分析了阀侧接地与不接地两种模块化多电平柔性直流输电系统（MMC-HVDC）拓扑结构的充电过程,根据其不同的充电回路分析了直流电压以及桥臂子模块电压和的充电稳态值。提出了调制波预跟踪策略,即在解锁前实现调制波与阀侧电压的跟踪,为减少解锁时带来的冲击电流做好准备。针对定直流电压站与定功率站,分析了解锁时冲击电流的来源,设计了相应的解锁策略,通过主动充电方式以提高子模块在充电阶段的电容电压,有效地减少了在解锁时带来的冲击电流。最后,在PSCAD上搭建了两端MMC-HVDC模型,仿真结果验证了所述策略的有效性。

摘要:换流器阀组是柔性直流输电系统的关键设备。文中介绍了模块化多电平换流器阀组的基本原理和组成结构,基于舟山五端柔性直流输电工程对阀组过电流和过电压故障进行了仿真、分析研究,提出了阀组保护的关键需求,以此为基础构建了由子模块控制电路、阀控系统及柔性直流控制保护系统组成的多层次的完整的阀组本体保护系统及保护策略,提出了系统性的过流保护策略和系统性过电压判据,有效提高了阀组的过电流、过电压穿越能力。阀组保护系统及保护策略经过了±6 kV两端柔性直流输电系统的试验验证和舟山、南澳工程现场试验的验证。

摘要:重点关注适用于多端柔性直流输电系统的直流潮流控制技术,在分析已有直流潮流控制技术基础上,文中提出了一种适用于多端柔性直流输电系统的线间直流潮流控制器,其具有结构简单、所需元器件少以及无需外部电源等优点。对一个包含该线间直流潮流控制器的三端环网式直流输电系统进行研究,分析了该控制器的工作原理及运行特性。在PSCAD／EMTDC中搭建了该系统的仿真模型,对其进行稳态、动态以及故障情况下的仿真验证。仿真结果表明,该线间直流潮流控制器在多种工况下都可以有效地实现直流潮流控制,并保持良好的稳定性。

摘要:混合型直流断路器同时具有传统机械开关良好的静态特性和固态开关无弧快速关断的动态特性,多端直流输电网络很大程度上依赖于直流断路器技术的发展。文中提出了一种基于电弧电压的混合型直流断路器,推导了电流换流物理过程的数学关系。通过有限元分析软件,进行了关键部件——电磁斥力机构高速开关的仿真计算。在以上基础上进行了1 kA／15 kV直流断路器样机的设计研制,试验结果表明,该样机的电弧最大换流能力为3 kA,电流从高速开关向固态开关转移的过程呈指数关系,与理论推导相符。该样机能够在5 ms内分断10 kA短路电流,分断时间主要取决于高速开关开断速度以及电弧电压大小。

摘要:研究了基于电力电子复合开关的限流式混合直流断路器。采用电力电子复合开关,以降低高压混合式直流断路器的电力电子功率器件串联数量;采用特殊设计的限流电路,在故障发生时抑制短路电流的上升速率,并可在线路断开后自行释放能量,避免感应过电压的产生。同时,对限流式混合直流断路器的参数设计原则及复合开关的配置方法进行了详细的推导,并对其正确性进行仿真验证。仿真结果证明,采用文中所述方法进行限流式混合直流断路器的设计,不仅可以在直流电路发生短路故障时有效限制短路电流上升率,降低短路电流开断难度,还可以显著减少器件串联数量,从而达到降低装置体积与成本的目的。

摘要:混合直流输电系统结合了传统电网换相换流器（LCC）和电压源换流器（VSC）的优点，具有广泛的应用前景。文中针对整流侧为LCC换流站、逆变侧为VSC换流站的混合直流输电系统，介绍了单极型、伪双极型、双极型3种不同混合直流结构的特点及应用场合。考虑到混合直流输电系统的主电路参数和控制系统参数对系统的运行特性都有直接的影响，提出了一种可以同步优化主电路和控制系统参数的方法。首先，重点阐述了系统参数中直流平波电抗器L和直流电容器C的参数设计原则，然后基于Simplex算法对LC参数以及两侧控制器比例-积分的参数进行了优化。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了混合直流输电系统的模型，仿真结果表明，使用Simplex算法对系统参数进行优化后，其运行特性将得到改善，从而验证了所提出的参数设计优化方法的有效性。

摘要:针对独立微电网系统中众多的风力发电机组、柴油发电机组和蓄电池储能系统之间的复杂协调控制问题,提出了一种基于对等控制和集中控制相结合的独立微电网混合控制策略。在对等控制方法中,设计了“经济输出功率限制”模块及其算法,改进了柴油发电机组的有功频率特性,提高了多台柴油发电机组并列运行时的经济性和灵活性。基于集中控制的微电网中央控制中心从系统全局的角度对系统中各台风力发电机组和柴油发电机组的解并列、蓄电池储能系统的充放电等离散控制活动进行权衡优化,保证独立微电网系统的经济稳定、灵活高效运行控制。仿真分析了独立微电网系统在不同情况下的运行控制结果,验证了所提方法的有效性。

摘要:为提高双馈感应风力发电机的控制性能,提出了一种基于反推算法的直接功率控制(BS-DPC)策略。讨论了在平衡电网条件下BS-DPC的基本原理,以及不平衡电网条件对BS-DPC的影响,并提出了针对不平衡电网条件的BS-DPC新的控制目标和改进控制策略。在平衡电网条件下,对双馈感应风力发电机基于传统查询开关表的直接功率控制(LUT-DPC)、矢量控制(VC)和BS-DPC进行了仿真和实验研究,结果证明,BS-DPC在继承了LUT-DPC优异动态性能的同时,可获得恒定开关频率,并减小电流谐波和功率波动,具有良好的稳态性能;不平衡电网条件的仿真和实验研究同样证明了改进BS-DPC策略的正确性和有效性。

摘要:双馈风力发电系统中，Crowbar(撬棒)仍是实现低电压穿越的常用方案之一，传统的分析方法忽略了定、转子磁链间的耦合，会带来较大的分析误差并遗漏一些暂态特性。从双馈感应发电机的数学模型出发，通过分析端口电压发生对称跌落、投入Crowbar后双馈感应发电机的暂态过程，推导出了定子磁链、定子电流、转子电流的解析表达式，并在表达式的基础上分析了各暂态量的幅值和变化规律等特性。在MATLAB/Simulink中建立了双馈感应发电机的仿真模型，结果证明了表达式的准确性。从复杂的数学表达式中抽离出Crowbar阻值与暂态特性的关系，分析了不同的Crowbar阻值对于故障期间系统的功率、电磁转矩的影响，并结合转子电流峰值计算及直流母线电压钳位效应的限制，给出了一种Crowbar电阻取值方案，该方案将有助于实际工程中选取合适的Crowbar参数。

摘要:对双馈风电机组采用传统的固定下垂系数控制策略时，不能根据风速的变化自适应调整风电机组的实时可用容量。若下垂系数设定偏小，将导致风电机组过度响应，造成系统频率二次跌落，同时发电机转速不能恢复；若下垂系数设定偏大，将无法充分发挥风电机组的频率响应能力。针对此问题，提出了变下垂系数控制策略，即在低、中风速区，将纯机械减载容量和可利用转子动能的总和作为机组可用容量整定下垂系数；而在高风速区内，则以纯机械减载容量整定下垂系数的策略。仿真结果表明，所提策略可有效提升双馈风电机组的频率响应能力，防止双馈风电机组发生过度响应，有利于双馈风电机组的稳定运行。

摘要:精确的量测系统模型是电力系统动态状态估计准确性的重要保证。利用修正量测协方差矩阵可更准确地表示实际量测系统的特性,在基于修正协方差的量测模型基础上提出了处理量测时延问题的电力系统动态状态更新法。利用当前动态估计值反推得到时延量测断面下的状态估计值,通过估计值间的协方差及交叉协方差矩阵计算,结合当前量测值重新滤波得到状态更新值。IEEE 14节点算例仿真结果表明,负荷波动较小时采用该方法对于提高动态估计精度具有一定效果；负荷波动较大时采用基于状态反推简化模型的动态状态更新法,能够有效降低动态状态估计值误差,提高估计精度。

摘要:空载合闸产生的励磁涌流是导致变压器差动保护不正确动作的主要因素,同时也会造成电网中谐波、电压暂降等电能质量问题。交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波会引起直流保护的误动作,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。文中基于变压器铁芯近似磁化特性曲线,推导了励磁涌流及其中二次谐波分量的解析表达式,分析了合闸参数对负序二次谐波分量的影响,指出由于断路器开断引起的三相平衡性剩磁不会造成励磁涌流中二次谐波以负序为主的现象,只有三相非平衡性剩磁才可能引起励磁涌流中的二次谐波呈现明显的负序特征。PSCAD仿真验证了分析及结论的正确性,为解决工程实际问题提供了理论依据。

摘要:现有的电力系统故障诊断模型在利用多渠道、多方位的测控信息方面，大多采用决策级别的信息融合，在信息冲突或不完整时有可能导致误判；对时序信息的利用一般局限于对信息的初步筛选，未能充分利用时标偏差与信息准确程度之间的关联性。在此背景下，以现有模糊Petri网故障诊断模型为基础，对多源信息进行融合分析，充分利用设备遥信动作事件的顺序记录(SOE)、由广域测量系统得到的电气量信息以及这些信息所包含的时序特性，建立了一种考虑时序信息的多源Petri网故障诊断模型。所发展的故障诊断模型通过利用时序信息对保护设备动作事件进行置信度评价，利用多源信息的冗余度对所缺警报信息进行补充并校验所收到的警报信息的正确性，可以有效提高故障诊断的准确度和可靠性。最后，采用南方电网和江苏电力系统发生过的实际故障案例对所建立的故障诊断模型进行了验证。

摘要:为了解决同塔六回输电线路存在的三相不平衡问题,首先对线路阻抗矩阵进行解耦计算,推导出负序、零序电流表达式,然后提出基于线路不对称参数补偿的不平衡抑制方法,理论计算了补偿电容参数,最后以广东某同塔六回输电线路为例,在PSCAD环境下进行仿真分析。结果表明,对于同塔六回输电线路,优化导线间距、优化相序布置等方法仍无法使不平衡度达到要求时,考虑合理配置补偿电容补偿线路不对称参数能够进一步减小线路不平衡度,该结论对同塔六回或更高回输电线路的不平衡抑制问题有实际指导意义。

摘要:模块化多电平换流器(MMC)在中高压直流输电中得到了广泛的研究和应用。三相不平衡交流电网下的功率波动引起MMC三相桥臂能量不均衡，导致内部环流的产生。针对三相不平衡直流输电系统，对MMC内部环流的产生机理进行了理论推导和分析，并根据内部环流的特点，将比例-积分控制与重复控制相结合，提出了一种基于正、负序双同步旋转坐标系下复合控制的环流抑制方法。该方法同时适用于三相平衡和三相不平衡系统。同时，为了提高三相不平衡条件下直流输电系统的波形质量，引入了基于dq解耦控制的负序电流补偿方法。仿真结果证明，无论交流系统侧三相是否平衡，该控制策略对环流都具有良好的抑制效果，同时能够确保系统交流侧的三相电流保持平衡。

摘要:直流故障再启动功能对于提高特高压直流输电工程的运行可靠性具有重要意义。首先,分析了已投运特高压直流再启动对交流系统安全稳定性的影响。在此基础上,针对特定的交流运行方式,对特高压直流双极相继故障时序及系统稳定特性进行了分析,并基于分析结果提出了三段式相继再启动策略分析方法,以此作为制定特高压直流双极相继故障再启动策略的理论依据。最后,以西南某回特高压直流工程为例,验证了所提三段式再启动策略的有效性。

摘要:介绍了并联融冰运行方式的拓扑结构，分析了现有并联融冰运行方式的控制策略，基于成熟的单阀组控制理论和策略，提出了一种将两个并联的换流器进行统一控制的新型控制策略，详细阐述了该控制策略的实现方法。全面梳理了并联融冰运行方式对直流保护功能的影响，分析了相关保护功能的应对策略，然后对关键保护功能提出了新的保护判断逻辑。新的控制保护策略通过了实时数字仿真器（RTDS）仿真试验和现场调试试验，验证了其可行性和可靠性。

摘要:配电网中的智能终端(STU)要实现分布式控制需要知道馈线实时拓扑。依赖配电自动化主站给STU下发馈线实时拓扑的方式灵活性差,不利于实现自治性控制系统;为每一个STU人工配置关联馈线全局静态拓扑,通过STU获取关联馈线域内开关的实时状态信息建立馈线实时拓扑的方式配置工作量大;提出了一种STU自主识别馈线拓扑的方法,为每个STU配置局部拓扑信息,由STU通过逐级查询的方式获取馈线实时拓扑。以广域闭锁分布式电流保护为例,在有源配电网静态模拟系统上搭建了测试系统,证明了所提馈线拓扑识别方法的有效性。

摘要:根据低压配电网中各台区的基础数据评价台区的运行状态是台区管理中进行各项决策的基础。针对低压配电网台区数目多、缺乏规范管理、数据不健全等问题，文中提出一种面向台区管理的台区状态综合评价方法。首先在考虑数据的易获取性的基础上建立了涵盖网架特征及负荷特征的台区特征指标体系；然后设计了基于改进型序关系分析法的台区状态评价模型，该模型可根据台区供电半径等5个台区特征指标进行综合计算，形成量化的评价值以快速评价台区状态，同时由于序关系可调的灵活性使得该方法具有较强的适应性和可推广性，能够为台区管理中的各类筛选决策问题提供参考依据；最后，以某供电局的实际台区数据进行实例分析，验证了该类方法的有效性和普遍适用性。

摘要:110 kV配电网采用中性点经合适的电阻值接地后,能够消除单相接地故障时负荷侧电压出现的暂降／暂升,但同时也会引起系统中性点和非故障相对地电压的升高。因此,原工作于直接接地系统的部分110 kV电气设备不能直接用于110 kV中性点经电阻接地系统中。采用理论分析和数字仿真的方法,对国产110 kV电气设备用于中性点经电阻接地系统的适应性进行了研究,给出了设备的选型建议,并通过现场试验证明了国内110 kV配电网采用中性点经电阻接地方式的可行性和优越性。

摘要:预防控制辅助决策是大电网在线安全稳定分析控制系统的重要功能。针对实际工程中经常面对的暂态稳定、静态安全、静态电压稳定以及多种安全稳定问题的综合辅助决策问题，评述了各类预防控制计算方法对实际大电网在线分析与控制要求的适应性。在评述各种方法的基础上指出，基于安全稳定性量化分析理论和方法，构建合适的控制性能指标，用于指导控制措施的启发式搜索和计算任务的并行分配，可以改进算法的鲁棒性，提高计算速度，并获得尽可能优化的控制决策。

摘要:目前在自适应单相重合闸中缺乏对拍频电流表达式、拍频电流是否一定存在及其幅值范围的研究。单相瞬时性故障消失后，拍频电流不存在或过小，都会影响重合闸判定的可靠性。拍频电流受健全相电压和故障消失后线路中元器件初始状态的影响，采用叠加原理得到完整的拍频电流表达式；通过分析表达式得出最小拍频电流及其出现的条件，分析出拍频电流为零属于小概率事件；拍频电流受故障时刻、故障持续时间、电弧电阻、电源相角差及故障位置等共同影响，使得不同工况下的拍频电流差异明显，若幅值过小，将会影响重合闸判定的可靠性。文中利用正交实验的方法给出某500 kV输电线路拍频电流幅值大小的范围，证明了在工程实践中可以用拍频电流实现自适应重合闸。

摘要:柔性直流输电(VSC-HVDC)系统是大型风电场并网的较好选择,当发生交流系统故障时,故障穿越控制器可维持该系统的稳定性。然而,控制器会对风电机组造成一定影响。针对大型风电场VSC-HVDC系统接入的故障穿越问题,文中首先在PSCAD／EMTDC中建立了含有普通异步／双馈风电场详细模型的两端VSC-HVDC系统仿真模型,并验证了升频法和降压法两种典型的故障穿越方法。然后进一步研究了不同类型风电机组在不同的故障穿越方法下的特性和差异,从而得出风电场VSC-HVDC系统的故障穿越方法对风电机组的影响规律。研究得出的结论可以为不同类型的风电机组接入VSC-HVDC系统时故障穿越方法的选择提供一定的参考依据。