交直流混联系统电压稳定在线评估体系

特高压交直流混联电网稳定控制探讨

关键词：特高压；交直流混联电网；稳定性
××电网计划建设±８００ｋＶ特高压直流工程、同塔双回±５００ｋＶ直流工程等电网。××电网已运行送主网架为九直七交送电通道，具有较大的特高压结构性稳定风险。对××特高压电网安全、平稳运行造成了极大的威胁。因此，本文对××特高压交直流混联电网稳定性控制进行了简单的分析，具体如下：
水利电力ＤＯＩ：１０．１９３９２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１７３４１．２０１９０５１７５
科技风２０１９年２月
特高压交直流混联电网稳定控制探讨
贾国保
浙江新源电力工程设计有限公司义乌分公司浙江义乌３２２０００
摘要：十三五规划后，我国政府对特高压交直流混联电网运行稳定性提出了更高的要求。本文以ＸＸ２０１７电网数据为研究依据，依据电力系统安全运行原则，对特高压交直流混联电网安全稳定现状进行了简单分析。并依据关键安全稳定风险，提出了几点特高压交直流混联电网稳定控制措施。以期为特高压交直流混联电网稳定性控制方案的制定及电网安全运行提供有效的参考。
最后，针对大规模交直流并网导致的同步频率提升问题，电网维护人员可以新能源主要应用地区为管理要点，开展全方位实时同步谐波监测。同时依据新能源次同步振荡原理，制定完善的次同步振荡安全控制方案。结合系统性新能源场站调频调压，可从源头解决电网调节能力不足导致的稳定性故障。
一、特高压交直流混联电网特性探究（一）受端电网电压调节功能下降特高压电网直流密集投运的特性，在一定程度上为受端常规火电机组提供了支撑。而直流电网大范围馈入机组，极易致使系统电压调节特性恶化，进而导致混联电网电压稳定性风险突出。如××电网受电比例在４６％以下，发生５００ｋＶ线路Ｎ１故障，导致××地区出现电压崩溃风险。（二）电网频率性稳定故障频发交流系统转动惯量、机组调频能力是电网频率调节的主要依据。但是随着特高压交直流电网的建设，系统转动惯量不断增加，其需要承受频率波动效能也需要逐步增加。而直流转动特性的缺失，极易导致送受端电网转动惯量下降。［１］如 ××电网仿真分析数据表明，７０ＧＷ负荷水平下，损失４．０ＧＷ发电功率时，若电网内无风电，则电力系统频率将下跌０．７０Ｈｚ。（三）交直流、送受端间全局性故障突出从理论层面进行分析，特高压交直流混联电网的建设，促使交直流及送受端间联系不断紧密。而发生频率较高的单相短路故障，就可能导致多回直流同时换相异常，进而对交流断面造成大规模冲击。如２０１７年，××电网某５００ｋＶ线路Ａ相故障跳闸，导致该区域特高压直流连续三次换相失败，最终致使送端特高压交流长线产生高达１８００ＭＷ的有功冲击。二、特高压交直流混联电网稳定控制措施（一）优化电力系统运行控制方案首先，在特高压交直流混联电网运行期间，针对电网功率输送不均匀的情况，可以直流紧急功率控制为核心，针对电网交流分担功率超标问题，构建完善的特高压交直流混联电网功率应急控制方案。通过对直流系统传输功率的控制，可以适当强化交直流混联电网中直流传输功率及负载能力，从而提高特高压交直流混联电网运行稳定性。需要注意的是，在直流功率应急控制方案中，为保证电网短路能量的有效释放，特高压交直流混联电网维护人员可将局部潮流故障问题较严重交流电网作为维护重点。在直流系统控制的前提下，设置回降控制直流功率、紧急控制直流功率提升等附加措施。其次，依据修订后《国家电网安全稳定计算技术规范》的相关要求，特高压电网运行系统维护人员可以新一代数模混合仿真平台为依据，进一步拓展电磁暂态仿真分析范围。结合实际稳定性控制装置的设置，对特高压混联电网交直流特性进行全方位分析。如针对单回特高压直流连续换相失败情况，可以主动闭锁直流、联切送端机组为要点，从根本上切断直流换相联锁反应。同时优化直流再启动速切交流滤波方案。结合受端电网交流线路重合闸时间的延长，可有效降低直流扰动现象对混联电网交流系统的不利影响。

电力行业的电力系统电压稳定性评估与改进

电力行业的电力系统电压稳定性评估与改进随着经济的快速发展和电力需求的不断增加，电力系统的电力稳定性问题日益引起人们的关注。

电力系统的电力稳定性是指系统在外部干扰或内部故障的情况下，维持稳定供电的能力。

因此，对电力系统中的电力稳定性进行准确的评估，并采取相应的改进措施，是确保电力系统正常运行的关键。

一、电力系统的电力稳定性评估方法电力系统的电力稳定性评估主要通过以下步骤进行：1. 数据采集与预处理首先，需要采集电力系统的相关数据，包括电网拓扑结构、负荷情况、发电能力等。

然后，对这些数据进行预处理，包括数据清洗、数据转换等，以提高后续分析的准确性和效率。

2. 动态模拟与分析基于采集到的数据，建立电力系统的运行模型，运用适当的数学方法进行动态模拟与分析。

通过模拟系统在不同负荷和故障情况下的运行情况，评估系统的电力稳定性。

3. 系统灵敏度分析对系统进行灵敏度分析，通过改变系统参数，评估不同参数对系统稳定性的影响。

这可以帮助确定系统中易发生故障或导致不稳定的关键元件或因素，并为改进措施提供依据。

4. 风险评估与应对策略根据系统模拟分析的结果，评估系统的风险程度，找出潜在的问题和薄弱环节，并制定相应的应对策略。

这可以包括增加稳定器的数量、提高传输容量等，以提高系统的电力稳定性。

二、电力系统电压稳定性改进措施根据电力系统的电力稳定性评估结果，可以采取以下改进措施，提高系统的电压稳定性：1. 网络重构与优化通过对电力系统的拓扑结构进行调整，重新规划电网的布局，以减少电压波动和损耗。

优化电网的结构可以提高系统的电力稳定性。

2. 电网设备升级与改造对老旧的电力设备进行升级与改造，增强其抗干扰能力和稳定性。

例如，更换老化的变压器、线路等设备，采用先进的技术和设备，提高系统的工作效率和可靠性。

3. 控制策略优化优化电力系统的控制策略，提高系统对负荷和故障的响应能力。

通过采用先进的自动化控制技术，调整系统参数和工作模式，及时应对系统的变化，提高电力系统的稳定性。

基于现代内点算法的交、直流混联输电系统充裕度评估

基于现代内点算法的交、直流混联输电系统充裕度评估郑子英;王钢;汪隆君【摘要】在确定交、直流混联输电系统可靠性模型的基础上,基于元件状态持续时间抽样的蒙特卡罗模拟法抽取系统状态,提出交、直流混联输电系统的负荷削减非线性规划模型,并运用现代内点算法进行求解.算例证明:相对于以往的线性规划模型和求解算法,在保证计算速度的情况下,该模型和算法能获得更精确可信的可靠性指标；通过改进的IEEE 30系统进行模拟仿真,验证模型的正确性和算法的有效性.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2011(024)009【总页数】5页(P63-67)【关键词】交、直流混联输电系统;充裕度评估;现代内点算法;蒙特卡罗模拟法【作者】郑子英;王钢;汪隆君【作者单位】广东省电力设计研究院,广东广州510663;华南理工大学,广东广州510640;华南理工大学,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TM721交、直流混联输电系统充裕度评估的主要内容有:确定元件失效模型和负荷模型,选择系统状态,识别并分析系统问题以及充裕度指标计算［1］。

系统状态选取一般采用模拟法和解析法。

模拟法用状态抽样的方法进行状态选取［2-4］;解析法用故障枚举法进行状态选取。

系统状态分析首先是对选定的系统状态进行潮流计算,确定线路是否出现过负荷现象以及母线电压是否在允许的范围之内。

若违反约束,即可断定系统状态异常,需要对系统发电机出力和负荷进行调整。

切机切负荷算法是评估系统充裕度指标的关键,直接决定充裕度评估的速度与精度。

以往的负荷削减模型多采用基于直流潮流的线性模型［5］,这是因为线性规划是一种非常成熟的优化算法,编程容易且计算速度快,但该算法因完全省略全部与无功功率相关的量,存在较大的模型误差。

而基于交流潮流削减负荷模型的最优潮流能有效计及电力系统的非线性,且可考虑高压直流输电(high voltage directcurrent,HVDC)、特高压直流输电(ultra-high voltage direct current, UHVDC)和柔性交流输电系统(flexible alternating current transmissionsystems,FACTS),该模型能够充分考虑各种运行约束,较真实地反映系统的实际情况,计算结果精确可信,但该模型的最大缺点是计算耗时,编程困难［6］。

多馈入直流线路的交直流混合电网静态电压稳定性研究

维普资讯
弱情况，定义为：其
当ＣＩ为负值时说明系统是稳定的；之，统Ｓ反系
ｓ鲁＝＝ ÷
路比：
：＝
（１）
（２）
不稳。而且，大，表示ａ很小的变化便可以值则
２交直流混合系统静态电压稳定性指标
１交直流混合电网静态电压稳定研究模型
采用图１的双馈人直流线路交直流混合系统模型。直流线路在弱交流区域有多落点时，发生易电压失稳现象，其是在交流系统相对较弱的情况尤下，易发生电压失稳，择受端（变侧）为研更选逆作
究静态电压稳定性的模型，对静态电压稳定性的判断指标从交流、直流和交直流混合３个角度进行了分析；对静态电压稳定性的分析方法则从整体上和局部上给予了分析和讨论，并给出了实际工程中静态电压稳定性的判据。通过特征值分解和相应的模式分析来判断出电力系统电压稳定性、计算负荷裕度，并能够根据裕度指标、最小特征值及相对电距离指出系统中的薄弱环节，从而加强薄弱环节、提高整个系统的稳
收稿日期：２０．９２：回日期：２０．３２０５０．２修０６０．７

水火不容,“交直”能相融

【智能电网系列科普篇】水火不容，“交直”能相融上海电器科学研究所（集团）有限公司科普团队一、引子大家知道，长期以来我们国家的电网结构一直是交流电传输一统天下，庞大的交流输电网络犹如一条巨龙，将电能源源不断的送往祖国各行各业的四面八方。

随着科学技术的发展，直流输电以其能够节省输电成本和提高输电效率等优势受到人们的青睐，近些年来发展速度非常快，目前我国包括“西电东输”工程在内已经建成了几十条高压直流输电工程，并与交流输电网络一起形成国家电力输送的双龙齐飞的态势，见图１。

同时，随着国家对新能源领域的投入和大力建设，光伏风电产生的大量可再生能源也被接入到大电网中，多网融合已经成为目前乃至将来我国电网传输的主要特征。

那么，直流电融入交流大电网后对电网的控制保护会带来哪些不利影响，我国的科技人员又是如何攻克这些难关的？下面让小编为你们介绍一下。

图１　全国直流输电网络二、直流入网带来的影响有哪些？在大容量直流输电和分布式新能源发电馈入交流电网后，打破了原本非常稳定的交流电网平衡态势，对电力系统的稳态和暂态特性均产生了巨大的影响。

除了增大的电力系统规模，同时也带来了很多新的运行特性和复杂的运行模式，如故障对电网冲击加大、电源结构发生变化、能量潮流发生变化、电网调节能力下降、电网运行安全风险加大、电力系统趋向电力电子化等。

特别是在有多个直流馈入的交直流混联电网中，虽然直流能较好解决电能的长距离传输和电力短缺问题，但多路直流与交流系统的混合大大增加了电网结构的复杂性，直流与直流、交流与直流之间的相互—Ⅲ—耦合作用很有可能造成连锁故障，扩大故障范围和加重故障后果。

最典型的故障现象有：（１）受端交流系统或直流系统发生故障时可能导致多回路直流连锁换相失败，使得直流电压降低、电流增大、直流传输功率波动，对电网造成一定冲击。

（２）连锁换相失败还可能引发更为严重的直流闭锁故障，出现直流功率中断、潮流大范围转移，危及受端电网的电压稳定性、功角稳定性以及频率稳定性。

电网连接强度对交、直流混联系统静态电压稳定影响的研究

仿真，对南方电网内部不同局部电网的电气连接强度对受端交流系统电压稳定的影响进行分析，得出结论：与直流并行的交流通道的线路电气长度是影响受端系统换流母线静态电压稳定的主要因素之一；与受端相距较远
的送端电网和受端电网内部的交流电气连接强度对受端交流系统换流母线静态电压稳定影响不大；短路容量指
标在评估受端系统交流母线的电压稳定性时存在缺陷，需要改进。
关键词：短路比；短路容量；交、直流混联系统；电压稳定；局部电网电气连接强度
中图分类号：Ｔ２．；Ｔ２Ｍ７１３Ｍ７３
文献标志码：Ｂ
文章编号：１０－９Ｘ（０１０ —０８００７２０２１）９０６・４
ＣＨＥＮＧｎＸｉ
（ａｇｏｇＥｌｃｒｃＰｗｅｓｇｎｔｔｔＧｕｎｄｎｅｔｉｏｒＤｅｉｎＩｓｉｕｅ，Ｇｕｎｚｏａｇｈｕ，Ｇｕｎｄｎ１６３，Ｃｈｎ）ａｇｏｇ５０６ｉａ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｉｖｓｉａｅｅｆｃｆｌｔｉｌｏｎｃｏｔｎｔｆｐｒｉｏｅｅｗｏｋ／ｙｒｙｔｍｓｃ：ｎｏｄｒｔｅｔｔｆｅｔｅｒａｎｅｔｎｓｒｇｈｏａｔｌｗｒｔｒｓｎＡＣＤＣｈｂｉｓｓｒｎｇｏｅｃｃｃｉｅａｐｎｉｄｅ
ｍａｅｓｆＢｏｎｖｌｏｒＡｄｎｓｒｔｎ（Ａ）ｓｆｗａｅｔｉｌｔｏｔｇｔｂｌｙｏｅｅｖｎ —ｎｙｔｍｎｋｓｕｅｏｎｅｉｅＰｗｅｍｉｉｔａｉｌｏＢＰｏｔｒｏｓｍｕａｅｖｌｅｓａｉｔｆＡＣｒｃｉｉｇｅｄｓｓｅａｄａｉ

基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据

第47卷第10 期：3441-3451 2021年10月31曰高电压技术Hig h Voltage EngineeringVol.47, No. 10: 3441-3451October 31, 2021D O I:10.13336/j. 1003-6520.hve.20210858基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据刘欣博，刘宁，宋晓通，孙晓溪(北方工业大学电气与控制工程学院，北京100144)摘要：交直流混合微电网系统中，大量电动机负载和变换器负载由受闭环控制的电力电子设备连接交流母线，具有负阻抗特性，可视为交流恒功率负载。

这些负载在大扰动情况下类似正反馈，会增强扰动信号，降低系统稳定性，严重时甚至导致整个微电网系统无法正常工作。

另一方面，储能单元是系统的惯性环节，合理控制可增强系统稳定性。

为了保障并网运行的交直流混合微电网系统大信号稳定性，文中应用混合势函数方法提出储能单元互联变流器稳定控制策略，补偿交流恒功率负载的动态性能。

首先，根据abc-办坐标变换，分别得至i j交直流混合微电网系统在储能单元充放电状态的简化模型；接着，分别建立系统的混合势函数模型；最后应用第3稳定性定理，分别推导得到储能单元不同工作模式下的大信号稳定性判据。

判据给出了滤波参数、交流恒功率负载功率、储能单元充放电功率、储能单元A C/D C变流器电流内环比例环节系数、电压外环比例环节系数的稳定限制条件。

实验结果验证了所提大信号稳定性判据的正确性。

关键词：交流恒功率负载；储能单元A C/D C变流器；混合势函数；大信号稳定性；交直流混合微电网Large-signal Stability Criteria of AC/DC Hybrid Microgrid Based on AC ConstantPower LoadsLIU Xinbo,LIU Ning,SONG Xiaotong,SUN Xiaoxi(School of Electrical an d Control Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)A b s tract：In the A C/D C hybrid microgrid system, a large n u m b e r of m o tor loads a nd converter loads are connected to theA C bus by closed-loop controlled p o w e r electronic devices. These loads have negative im p e d a n c e characteristics a nd canbe regarded as A C constant p o w e r loads, similar to those under large disturbances. Positive feedback will enhance disturbance signals, reduce the stability of the system, a nd even cause the entire microgrid system to fail to w o r k normally in severe cases. O n the other hand, the energy storage unit is the inertial link of the system, a nd reasonable control can e nhance the stability of the system. In order to ensure the large-signal stability of the grid-connected A C/D C hybrid microgrid system, the hybrid potential function m e t h o d is applied to propose a stable control strategy for the energy storage unit interconnected converter to compensate for the d y n a m i c performance of the A C constant p o w e r load. First, according to the dibc-dq coordinate transformation, a simplified m o d e l of the charging a nd discharging state o f the A C/D C hybrid microgrid system in the energy storage unit is obtained; then,a m i x e d potential function m o d e l of the system is established respectively; finally, the third stability theorem is applied to derive the obtained Large-signal stability criterion under different w o r k i n g m o d e s of energy storage unit. T h e criterion gives the stability limiting conditions o f filter p a r a meters, A C constant p o w e r load power, energy storage unit charging and discharging power, energy storage unit A C/D C converter current inner loop proportional link coefficient, and voltage outer loop proportional link coefficient. Experimental results verify the correctness of the proposed large-signal stability criterion.K e y w o r d s：A C constant p o w e r loads (A C CPLs); energy storage unit converters; m i x e d potential function; large signal stability; A C/D C hybrid microgrid基金资助项目.•北京市教委项目(KM201910009010)。

电力系统电能质量评估体系架构

2、软件：电能质量评估软件包括数据处理和分析软件、可视化软件等。数据处理和分析软件用于对采集到的电能质量数据进行处理、分析和诊断，可视化软件则可以将评估结果以图形化形式呈现，方便用户理解和分析。
电能质量评估体系架构包括硬件、软件、数据传输等方面。
3、数据传输：数据传输是电能质量评估体系中至关重要的一环。数据传输技术包括有线和无线传输方式，如以太网、串口通信、Zigbee等，可以根据实际需要进行选择和配置。
2、改进电能表计量算法
2、改进电能表计量算法
针对电力谐波对电能表电能计量的影响，可以改进电能表的计量算法。通过采用能够同时计量基波和谐波电能的算法，可以更为准确地计量电能。一些新型的电能表已经具备了这种功能，使得用户能够更为准确地了解自己的用电情况。
3、加强电力谐波监管
3、加强电力谐波监管
结论
本次演示对新型电力系统下的“源网荷储”架构与评估体系进行了综述。介绍了“源网荷储”架构的设计思路和实现方式，以及评估体系的评估指标、评估方法和评估结果的分析和比较。表明“源网荷储”架构可以提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，有利于实现能源的可持续发展。
结论
然而，尽管“源网荷储”架构具有很多优点，但还存在一些挑战和问题需要进一步研究和探讨。例如，如何更好地解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题，如何提高储能技术的能量密度和循环寿命，如何实现智能用电和需求响应技术的广泛应用等。这些问题需要我们在未来的研究中加以解决，以推动“源网荷储” 架构的广泛应用和不断发展。
电力系统电能质量评估体系架构
目录
01 引言
03 电能质量评估指标
02 背景 04 电能质量评估方法
目录
05 电能质量评估体系架构

交直流混合输电系统电压稳定临界点非线性规划

第42卷中国电力电力系统

交直流混合输电系统电压稳定临界点非线性规划颜伟，胡刚，余娟，刘艳（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400030）

摘要：在充分考虑电压失稳过程及直流控制方式变化影响的基础上，建立交直流混合输电系统电压稳定临界点的非线性规划模型，说明不同直流系统控制方式与电压失稳过程对优化模型变量及约束方程的影响。

采用预测校正原对偶内点法求解该电压稳定临界点问题，并基于IEEE14、30和118节点的修正算例系统，

全面仿真分析不同控制方式、不同失稳过程及不同补偿能力对交直流系统电压稳定裕度的影响。

关键词：交直流混合输电系统；电压稳定；临界点；预测校正原对偶内点法中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：1004-9649（2009）08-0010-05

收稿日期：2009-03-20

基金项目：国家自然科学基金资助项目（50577073）

作者简介：颜伟（1968—），男，四川成都人，教授，博士生导师，从事电力系统优化规划、运行与控制、理论线损评估方面的研究。E-mail：cquyanwei@21cn.com

0引言随着“西电东送”工程的不断进行，大量的直流输电线路将会投入运行，从而形成多个复杂的交直流混合运行大电网［1］。大规模交直流电力系统的形成对我国电力系统的运行提出了新的挑战，其电压崩溃问题日益显现，引起了人们的广泛关注［2］。目前计算交直流电力系统电压稳定临界点方法主要有崩溃点法［3-5］、连续潮流法［6-8］和非线性规划法［9-10］。崩溃点法计算速度快，但不能考虑发电机无功限制，计算出的静态稳定裕度与实际相差较大；连续潮流法易于考虑不等式约束，但计算速度慢；非线性规划法是将电压稳定临界点的求取转化为优化问题，该方法能够考虑各种不等式约束条件，计算速度快，因而得到广泛应用［11-14］，但在交直流系统电压稳定分析中的应用研究还不够深入。文献［9］提出了采用内点法求解交直流系统的电压稳定裕度，但没有给出详细的规划模型，且对直流系统控制方式的考虑也不够充分。文献［10］采用序列二次规划法计算交直流系统的电压稳定裕度，分析了多种控制方式对稳定裕度的影响，但没有给出具体控制方式所对应的详细优化模型。文献［9-10］都没有讨论电压失稳过程对优化模型的影响。针对上述问题，本文建立了交直流混合输电系统电压稳定临界点的非线性规划模型，并采用预测校正原对偶内点法求解该问题。1电压稳定临界点非线性规划模型以负荷增长裕度λ最大为目标函数，考虑各种控制约束，则交直流混合输电系统电压稳定临界点的非线性规划模型可表示如下：