摘要:

摘要:中国特高压交直流电网发展过渡期，电网特性持续发生重大变化，传统的安全稳定防御技术和措施难以适应，亟须对电网安全防控体系进行提升。在梳理电网大的特性变化基础上，分析了适应特高压交直流电网实践的“系统保护”的必要性及需求。提出了系统保护的体系设计，包括设计思路、总体构成、具体措施等。提出了系统保护关键技术，并着重介绍了全景状态感知、实时决策与协同控制、精准负荷控制技术的需求及框架。最后，简述了国家电网在系统保护建设上的实施方案，为特高压交直流大电网安全稳定运行控制提供了解决方案。

摘要:特高压电网的快速发展对直流输电工程动态特性的仿真提出了更高需求。文中提出了接入多直流控制保护的大规模交直流电网数模混合仿真平台建设技术方案，并从直流输电工程控制保护装置简化原则、数模混合仿真接口技术、直流输电系统一次建模要求等方面提出了适用于接入大规模仿真电网的直流输电工程数模混合仿真建模方法。选择宾金特高压直流工程现场调试的典型故障，将直流输电工程数模混合仿真结果与现场波形进行了详细对比，对比结果表明直流输电数模混合仿真模型的动态响应特性与实际工程的动作特性高度吻合，能够真实再现实际系统情况，可以较为准确地仿真交直流相互影响的现象，为交直流电网安全稳定运行提供强有力的技术支撑，同时可以作为其他数字仿真模型的校准工具。

摘要:直流功率紧急支援能够有效改善多直流馈入电网在大功率缺额故障扰动后的系统频率稳定性。文中分析了直流功率紧急支援的原理，提出了一种综合考虑直流过负荷能力、直流运行工况和交流输电能力的单回直流实时可提升功率的估算方法。基于交流电网的安全稳定约束，提出了区域电网最大可支援能力的计算方法和“同送出同馈入”的多回直流实际支援量的协调优化算法。在此基础上，提出了改善系统频率稳定性的多直流功率紧急支援的协调控制方案，并在华东多直流馈入电网中进行了仿真验证。

摘要:随着大容量柔性直流输电技术日趋成熟，其在大电网中的应用愈发广泛。充分利用柔性直流灵活、快速的调节性能，设计合理的控制策略，有利于提升系统的安全稳定特性。文中重点针对柔性直流的交流故障穿越策略，利用扩展等面积法则(EEAC)分析了其影响系统暂态稳定性的机理。提出一种提高系统暂态稳定性的故障穿越策略工程优化整定方法。通过优化柔直在故障穿越期间的无功控制目标、低穿电压阈值、故障穿越期间的有功和无功电流限值以及故障穿越的恢复电压阈值，可显著提升柔性直流接入系统的暂态稳定特性。在规划系统仿真中验证了所提方法的有效性，可为实际柔性直流接入系统的控制策略优化及方式安排提供技术支撑。

摘要:换相失败预测控制环节在降低换相失败概率和连续换相失败风险的同时，往往需要交流系统提供更强的无功支撑，进而对直流自身及其他直流的换相失败特性和恢复特性产生影响。首先分析了直流恢复能力及其恢复过程中多馈入直流的无功支撑耦合影响，综合考虑直流近区动态无功补偿设备的支撑能力，提出一种考虑多馈入直流交互作用的直流换相失败预测环节启动门槛值优化方法，以实现多回直流的协调恢复，降低直流发生连续换相失败风险和直流换相失败对电网的功率冲击。基于实际多馈入直流电网的仿真算例验证了所提方法的有效性。

摘要:多直流馈入受端电网的换相失败是威胁系统安全的重要问题，为增强系统的动态无功支撑能力，降低直流换相失败概率，国家电网有限公司将在全网部分直流换流站内配置一定数量的调相机。文中首先分析了调相机投运对电网直流换相失败特性的影响，针对常规调相机控制方式在抑制直流连续换相失败方面的不足，分析了调相机紧急控制对抑制直流连续换相失败的效果。根据实际电网中直流连续换相失败特点及控制要求，设计了预防直流连续换相失败的调相机紧急控制系统架构，并提出了调相机紧急控制的实现方法，基于实际电网仿真验证了所提控制架构和方法的有效性。

摘要:交直流混联受端电网中大容量特高压直流(UHVDC)输电线路发生直流闭锁故障后，电网会产生巨大功率缺额，引起潮流大幅度转移和频率跌落，可能会造成交流通道过载，引发连锁故障。针对这一问题提出了一种交直流混联受端电网最优切负荷方案计算方法。该方法基于广域测量技术，利用直流闭锁后瞬间量测数据，建立闭锁后稳态时交流通道传输功率和电网频率的估算模型，考虑交流通道传输功率极限、电网频率安全约束及可切负荷的重要性差异，以负荷综合损失最小为目标，建立最优切负荷方案的优化模型。通过改进的粒子群优化(PSO)算法求解得到电网最优切负荷点及其对应的最优切负荷量，保证了直流通道闭锁之后，交直流混联受端电网的安全稳定运行。最后在机电暂态软件PSS/E中以IEEE 39节点改进系统为例，通过仿真分析对所提方法进行对比验证，证明了该方法的正确性和有效性。

摘要:渝鄂柔性直流背靠背和藏中-昌都联网工程投运后，具备水电汇集多直流弱送端特征的西南电网规模显著减小且长链式弱互联结构突出，电网安全稳定特性面临深刻变化。在深入分析西南电网运行特性和面临风险的基础上，指出了现有安全稳定控制策略的不足，提出了适应西南电网差异化稳定控制需求的系统保护架构和功能配置方案，并阐述了其关键技术。该系统中全网功角稳定控制、频率控制、电压控制、低频振荡和超低频振荡抑制，以及全景状态感知与监测等功能，可提高西南电网水电送出能力，支撑西南乃至国家电网安全稳定运行。

摘要:暂态能量流法是一种新的振荡分析方法，可用于多种振荡的扰动源定位和阻尼评估。文中进一步研究了其在次同步振荡中的物理意义。推导了暂态能量流与次同步功率、超同步功率之间的关系，暂态能量流的能流功率正比于超同步功率和次同步功率之差。在含串补的次同步谐振系统中，电阻可能消耗或产生暂态能量，产生暂态能量时即为负阻尼，电感和电容表现为零阻尼，但会通过改变线路电流而极大地影响电阻的阻尼特性。通过比较暂态能量流与电气子系统阻尼转矩系数，验证了上述推导的合理性。最后，在不同算例中的仿真结果验证了结论的有效性。

摘要:有别于公共连接点电压跌落故障，当电压跌落故障发生在远端电网侧时，并入弱电网的逆变器在采用典型的低电压穿越控制策略时会出现稳定问题。文中以单逆变器无穷大系统为例，首先建立系统准稳态模型，并分别从电压跌落程度、线路感抗大小、低电压穿越增益系数3个因素分析逆变器失稳机理；其次，建立系统小信号模型，分析得出准稳态模型稳定情况下逆变器还可能存在小干扰稳定问题。最后，基于MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的合理性。

摘要: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。

摘要:随着大规模直流输电系统的相继投运，交直流耦合问题突出，连锁故障的风险加剧。首先，针对交直流混联系统建立了一种用于故障快速筛选的事故链搜索模型。该模型包括交流侧故障搜索模型和直流故障判断环节两部分:前者计及了支路对直流运行的影响度和结构重要度，并形成停运概率初筛后风险优先的搜索策略；后者将交流系统中短路故障开断和无故障跳闸开断区分开，分别考虑与直流系统的关联情况。其次，提出了一种考虑项序和事务权重的Apriori算法进行故障关联分析，筛选出威胁系统安全的强关联规则。仿真结果表明，所提方法能高效搜索出直流退出运行的故障演化路径，并有效识别危及系统安全的强关联规则。

摘要:基于广域互联电网系统保护顶层设计原则与思想，结合华北多特高压交直流强耦合大受端网架格局特点，分析了华北电网特高压交直流典型故障扰动下的安全稳定特性。针对传统安控对于新网架格局下出现的安全稳定问题防控的不适应性，研究了华北系统保护的设防标准及多措施防控技术，并进一步研究提出了华北系统保护的功能配置及实施方案。结合华北目标年实际电网，仿真验证了提出的华北系统保护主要功能与关键技术的有效性。

摘要:针对无配套电源的特高压直流高比例外送电网面临的运行风险，设计了抵御直流闭锁故障下电网过频风险的系统保护方案。提出了涵盖送端电网风、水、火等电源的系统保护双层结构；研究了面向多对象的实时信息通信复接技术，以满足主站和多个执行站实时通信的需求；根据不同类型电源的特点及对电网安全运行的影响，提出了直流调制和风、水、火等电源全局优化控制策略。基于实际电网仿真验证了所提系统保护方案的有效性和实用性。