并网光伏电站电磁暂态建模及其特性研究

针对宁夏地区某光伏电站并网情况,利用实时数字仿真仪 RTDS 对光伏发电系统控制模型及电磁暂态特性进行了分析与研究,并结合宁夏电网进行了建模验证及仿真计算。结果表明:光伏电站受到逆变器容量限制,故障电流一般不超过最大额定电流的 1.1~1.3 倍,不对称故障下光伏电站的故障电流以正序量为主,含少量的负序和畸变。     

基于快速开关提升风电场低电压穿越成功率的研究

装设自动重合闸的风机馈线发生永久性故障时,并网点电压会发生两次跌落造成风机低电压穿越失败,针对上述现象提出了一种采用快速开关提升风电机组低电压穿越成功率的方法。该方法以国标为基准分析快速开关应用于风机低电压穿越场景的机理,利用快速保护断路器本体与控制系统的配合,较大程度地缩短故障电流对系统的冲击时间。以某风电场接入电力系统为例,在PSCAD/EMTDC中分别对比了采用传统断路器和快速开关的10 kV馈线发生各种短路故障时并网点电压的跌落情况。仿真结果表明:基于快速开关提升风机低电压穿越成功率的方法能够显著地缩短故障电流对系统的冲击时间,较大程度地保障风机在并网点电压两次跌落的情况下保持并网运行。     

光伏电站计划孤岛的划分与实现

为了解决光伏电站孤岛运行给电网和用户带来的电压不稳、保护误动和人身触电等问题,通过分析孤岛现象产生的原因及其对电网的影响,提出了以岛内安全、可靠为主的设计和划分基本原则及应用快切装置实现对光伏电站计划孤岛运行和并网运行进行切换的方法。结果表明:光伏电站计划孤岛运行模式不仅能够有效解决孤岛运行问题,还能够为电网稳定运行提供可靠电源支撑。     

考虑损伤特征的冻风积土加载模型与试验研究

近几年随着宁夏电网的快速发展,火电厂及新能源的大规模接入,短路电流超标问题日益突出。本文基于转移阻抗的概念,分别从电源发展和网架变化两个方面分析了2014至2018年引起宁夏电网各电压等级短路电流超标的原因,结果表明电源接入是导致330 kV、750 kV电网短路电流超标的主要原因,引起220 kV短路电流超标的主要因素是网架变化。此外分析了各电压等级火电厂的短路电流灵敏度系数,结果表明火电厂对本电压等级的短路电流灵敏度系数最大。最后总结了近年来宁夏电网已采取的短路电流限制措施,并结合宁夏电网十三五规划,分析了宁夏电网4分区运行方案。     

基于MATLAB/Simulink的准Z源光伏并网发电系统的仿真研究

为了解决光伏并网发电系统输入电压变化范围较大的问题,分析了准 Z 源光伏并网发电系统的工作原理;采用电容电压恒压控制策略,实现了准 Z 源光伏并网系统的闭环控制和最大功率点跟踪,并在 MATLAB/Simulink 环境下建立了准 Z 源光伏并网发电系统的仿真模型进行验证。仿真结果表明:准 Z 源逆变器能很好地适应输入电压变化大的光伏发电系统,采用的控制策略控制精度高,响应速度快。     

与风电场并网的变电站无功补偿的优化

针对风电场并网变电站电压波动较大的问题,通过对其产生的原因及影响因素进行分析,提出优化无功补偿的策略。结果表明:在风电场并网变电站装设动态无功补偿装置,可有效改善风电接入电网系统的电压质量,达到电压综合控制要求。     

采用不同基准容量计算VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗电压的研究

针对VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗计算采用基准容量规定不统一的问题, 选取额定电压为220 kV、高压容量40 MV·A、中压绕组容量(25+25) MV·A、阻抗电压为10.5%的VX接线单相三绕组牵引变压器为研究对象,分别收集阻抗电压以中压绕组容量为基准和以高压绕组容量为基准的产品技术资料,从阻抗、成本、损耗综合分析两种方案的优劣性,确定VX 接线单相三绕组牵引变压器阻抗设计以高压绕组容量为基准为最佳设计方案。     

新能源集中接入下的宁夏电网无功规划研究

针对新能源并网容量不断增加,大规模新能源接入电网时无功电压控制困难的问题,通过研究在新能源大出力方式下系统电压水平、电压波动及严重故障时电压失稳情况,提出了动态无功补偿、低压无功补偿配置方案。研究结果表明提出的无功配置方案适用于宁夏电网新能源场站和新能源汇集站的动态无功补偿,已纳入宁夏“十三五”电网滚动规划,对于保障宁夏电网安全稳定运行具有重要意义。     

基于Crowbar保护电路的双馈风电系统高电压穿越

针对电网电压发生骤升故障时造成的电网不稳定运行,在双馈机组转子侧加入Crowbar保护电路,增加双馈风电系统高电压穿越的能力。通过建立电网电压骤升时双馈风电机组投入Crowbar保护电路后的数学模型,并从磁链角度推导出转子侧暂态电流及其最大估算值,根据短路电流和直流侧母线耐受电压的大小,确定Crowbar电路串联的电阻值、切入和退出时间,加速系统暂态电流的衰减,实现双馈系统的高电压穿越。Matlab/Simulink仿真结果表明:控制方案增强了双馈发电系统稳定运行的可靠性,并提高了双馈风力发电系统的高电压穿越能力。     

宁夏电网分区及供电能力研究

针对宁夏电网结构及运行特性发生的变化及日益严重的短路电流超标问题,本文基于宁夏电网“十三五”规划,提出将宁夏电网分为4个区域的供电分区方案。从电力电量平衡、短路电流水平、安全稳定等方面进行分析,并结合短路电流和动态电压稳定裕度指标对分区方案进行最大供电能力研究。结果表明:分区方案合理、有效,可为宁夏“十三五”电网规划提供了技术支持和决策参考。     

电力系统应急通信电源装置的研制

为提高通信设备应急保电工作的效率,保障各变电站及各县、市供电局通信设备后备电源供电可靠性,针对通信保电工作模式存在的问题,研制了电力系统应急通信电源装置,并对装置进行了性能测试。应用结果表明:该装置有效地解决了应急通信设备保电工作中设备接线速度慢,可靠性、稳定性差的问题,简化了应急保电工作步骤,便于应急保电工作人员操作。     

大规模风电接入电网的机组组合问题研究

伴随着风力发电规模的日益增加,风电并网需求量增大,大电网环境下与之相适应的火电机组的启停组合经济调度问题显得特别突出。针对此问题,通过对离散二进制粒子群算法进行优化改进,采用等耗量微增率迭代法整合优化方案,用于解决火电机组启停组合经济调度问题。仿真结果表明:该方案接近最优,在满足电力系统约束条件下得出的机组组合方式能够使得总运行费用最低,能够根据风电具体预测信息,为电网接入的火电机组经济调度提供可靠依据。     

风电接入对宁夏电网静态电压的影响研究

针对风电接入点的电网电压稳定性问题,根据宁夏局部电网的特点,对风电接入点的电网电压波动进行研究,结合实际情况通过仿真软件进行模拟潮流计算,验证包含风力发电的不同因素对电力系统电压性能的影响。结果表明:受风电场无功补偿水平、风电有功出力以及接入方式的影响,风电接入点的电网电压随着风电有功出力的变化呈现先上升后加速下降的波动趋势,该结果可为控制风电场接入点的电压稳定水平提供参考。     

发电厂内2台独立机组厂用电互联的应用

为加强厂用电的可靠性,达到节能降耗的目的,设计将2台机组独立的6 kV厂用电源系统互联。系统按照实际负荷选取开关、 配置保险、加设控制回路、整定保护并进行核相;在使用新增联络开关时,需根据运行方式合理切换联跳压板。应用结果表明:改造后的厂用电系统,不但保障了厂用备用电源的可靠性,而且有效地节约了厂用外购电费用。     

PSAT和BPA在电力系统潮流计算中的对比研究

针对当前电力系统分析程序存在差异的问题,从潮流计算角度,对比研究了国内目前使用较为普遍的2款潮流计算程序(PSAT和PSD-BPA),分析了收敛误差、发电机分接头、负荷比例等不同初值条件设置对其潮流计算结果的影响。分析结果表明:PSAT在建模、可视化和自定义方面具有一定优势,比较适合小规模电网仿真和自定义元件模型研究;而BPA的计算速度快,计算精度高,比较适合大规模电网仿真。     

光伏发电系统最大功率跟踪控制的仿真研究

针对光伏电池最大功率点随环境条件变化而发生漂移的问题,建立光伏电池的等效模型,采用 PVsyst 软件仿真光伏电池在不同光照及温度条件下的输出特性,利用 Matlab/Simulink软件建立基于电导增量法的最大功率点跟踪(Maximum Power Pint Tracking,MPPT)仿真模型。仿真结果表明:基于电导增量法的 MPPT 控制方法,能使光伏发电系统在环境及负载变化情况下快速实现 MPPT,且稳态精度高。     

光伏发电有功自动控制技术

进行了两根足尺预应力型钢混凝土简支梁在火灾高温和竖向恒定加载耦合作用下的耐火性能试验,分析了试验梁的温度场分布规律、竖向变形特点和承载性能劣化过程。通过在试验梁端部预设压力传感器,实测了升温过程中梁端部预压力与升温时间的关系曲线。试验结果表明,预压力对火灾高温作用较为敏感,当标准升温100 min时预压力已降至初始预压力的一半,试验中一根梁出现了侧向弯曲变形。因此,对于预应力混凝土结构,火灾高温作用下应考虑构件可能的侧向变形影响。