输电线路除冰机器人除冰机构设计魁北克水电公司高压电网lévis变电站的融冰装置.pdf

2 0 0 9 年第3 卷第1 期 2 0 0 9 。V 0 1 3 ，N o 1 南方电网技术 S O U T H E R NP O W E RS Y S T E MT E C H N O L O G Y 特约专稿 F e a t u r e dA r t i c l e s 文章编号：1 6 7 4 - 0 6 2 9 ( 2 0 0 9 ) 0 1 0 0 0 1 0 6 中图分类号：T M 7 5 5 ；T M 7 1 4 3 文献标志码：A 魁北克水电公司高压电网L 6 v i s 变电站的融冰装置 S e r g eJ o u r d e n ( 阿海珐榆配电( 中国) 公司电力电子一高压直流和柔性输电，北京1 0 0 0 2 0 ) 摘要：魁北克水电公司L 6 v i s 变电站的融冰装置是一项独特的研发成果。设计成可对输电网提供两种截然不同的功能。 在一种运行模式下，它是一台H V D C 整流器，给从这个变电站引出的7 3 5k v 和3 1 5k V 线路提供高达72 0 0 A 的直流电 以融掉这些线路上的覆冰。该融冰装置产生的1 7 4k V 直流电压可在输电线路不同相之间通过线路开关依次切换。毕 竟冰暴是偶发事件，这套装置在其余大部分时间内将以另一种模式，即配置成为一台静止无功补偿器运行给7 3 5k v 输电线路提供+ 2 5 0M v a r - 1 2 5M v a r 的动态无功支持。实现这两种模式转换所需的时间不到1h 。 关键词：高压直流输电；柔性交流输电系统；静止无功补偿器；晶闸管控制电抗器；晶闸管投切电容器：冰暴 D e l e e rI n s t a l l a t i o na tL r v i sS u b s t a t i o no nH y d r oQ u r b e c sH i g hV o l t a g eS y s t e m S e r g eJ o u r d e n ( P o w e rE l e c t r o n i c s - H V D C 调用外部TSP程序采用准稳态模型对剩余网络进行机电暂态仿真,从而实现对全网的混合数字仿真.在全图形化界面下构造仿真 系统而不用编制大量程序代码,从而使仿真过程大大简化.这种方法具有通用性,可以推广到高压直流输电(HVDC)及其他FACTS的仿真.以含静止无功补偿器 (SVC)的IEEE三机九节点系统为算例,通过与EMTP的仿真结果比较,验证了本文提出的混合仿真算法精确地反映了SVC经受系统扰动后的动态电压电流特性. 4.学位论文 吴起 用SVC和TCSC提高交直流并联输电系统稳定性的控制方法研究 2007 随着直流输电的竞争力日益提升并发展到今天，高压直流输电已愈来愈多地应用在世界各大电力系统中，仅我国就建成多条交直流并联输电线路。 直流输电具有诸多优势，但是由于交直流系统运行特性及交直相互影响比较复杂，因此给系统稳定带来新的问题。 直流系统换流站在运行中需要 消耗大量的无功，使得两端交流系统的电压稳定问题日益重要；当出现比较严重的干扰或故障时，系统的稳定问题也面临严峻考验。因此研究提高交直 流并联输电系统稳定性的方法和措施是当前电力系统的重要课题之一。 柔性交流输电系统(FACTS)技术在电力系统中有着广阔的应用前景，是近年 来电力系统研究的前沿课题之一。静止无功补偿器(SVC)和可控串联补偿器(TCSC)是FACTS家族的重要成员，是提高电力系统稳定性的有力工具。因此 ，研究把SVC和TCSC应用于交直流并联输电系统具有重要的理论意义和实用价值。 本文根据系统运行特点分析了交直流并联系统的相互影响特性 ，指出系统面临的问题及解决问题的方向。基于SVC和TCSC的工作原理及数学模型，研究了把SVC和TCSC应用到交直流系统的控制方法。 SVC是电力 系统无功补偿的重要装置，当其采用纯电压型非线性控制时，具有很快的响应速度和很强的调节能力，可在并联系统运行过程中根据无功的变化情况快 速发出或吸收无功，从而提高电压稳定性。 TCSC是电力系统中重要的串联补偿装置，根据控制方式的不同，起到多种稳定控制作用。在交直流并 联输电系统中，采用合适的控制策略，灵活地改变TCSC的有效电抗值，可增加交流线路的输送能力，提高系统的功角和电压稳定性。 论文建立了 典型的交直流并联输电系统仿真模型，设置两种不同强度的系统，对系统在典型大干扰(负荷剧增、直流闭锁、交流断线等)下的动态响应进行仿真。针 对每种大干扰，分别对只投入SVC或TCSC(TCSC采用补偿度不同的固定补偿或其它补偿方式)，以及同时投入SVC和TCSC后，系统电压或频率等的变化情况 进行仿真并分析，结果证明了SVC和TCSC对系统稳定控制的有效性和可行性。 5.期刊论文 王康.金宇清.甘德强.鞠平.石立宝.倪以信.WANG Kang.JIN Yuqing.GAN Deqiang.JU Ping.SHI Libao. NI Yixin 电力系统小信号稳定分析与控制综述 -电力自动化设备2009,29(5) 针对互联电网形成后越来越突出的低频振荡问题,综述了电力系统小信号稳定性的分析和控制方法.首先推导了用于小信号稳定性分析的数学模型及 基于该模型的特征值分析方法,求取主特征值是优化此类方法的趋势;然后介绍了几种近年来出现的新方法和仿真软件,PSS/E由于其强大的功能将成为应 用的主流;探讨了影响小信号稳定性的各种因素和稳定域的估计等问题,对稳定域的解析性刻画是今后研究的热点;指出了提高小信号稳定性的措施和控制 策略,简单介绍了PSS、FACTS和HVDC用于该领域的可行性及其控制器的设计方法,广域测量系统的出现将为上述工具的应用提供新的思路和实现手段;最后 对该领域的发展趋势和前沿的研究课题进行了展望. 6.期刊论文 常勇.徐政.王超.CHANG Yong.XU Zheng.WANG Chao 基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性 检验 -电力自动化设备2007,27(7) 介绍了一种新颖的基于Matlab数学语言编写的电力系统分析软件包PSAT,详述了该软件包源代码开放的特点,介绍了PSAT比较全面的模型库,主要包括 :电机、电力系统稳定器(PSS)、调速器、柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电系统(HVDC)、分布式发电系统等.PSAT功能丰富,目前可完成潮流计算 、连续潮流、小信号稳定分析、动态时域仿真及相量测量单元(PMU)配置等方面的分析和研究.通过对同一个典型算例进行时域仿真和特征值分析,将 PSAT与商业软件PSS/E进行了分析对比,结果表明该软件包的计算结果具有一定精度. 7.学位论文 鄂志君 基于PSCAD/EMTDC的电力系统机电暂态与电磁暂态混合仿真 2005 近几年，随着现代电力电子学的迅速发展，各种电力电子设备如高压直流输电系统HVDC(HighVoltageDirectCurrentSystems)和柔性交流输电系统 FACTS(FlexibleACTransmissionSystems)装置不断引入电力系统。这些设备使电网的运行控制变得更加复杂，为了提高电网安全稳定分析水平，有必要 对包含这些设备的电力系统进行有效的数字仿真。 HVDC和FACTS设备对系统扰动具有快速响应能力，机电暂态仿真程序 TSP(TransientStabilityProgram)对HVDC和FACTS装置采用准稳态模型，因而不能仿真器件接口或内部的瞬变电压电流响应。而电磁暂态仿真程序 EMTP(ElectromagneticTransientProgram)能精确地模拟复杂电力系统中的HVDC和FACTS等电力电子设备的暂态特性。但是受计算机计算和存储能力的限 制，即使采用并行算法也难以对大型电力系统进行全网电磁暂态仿真。一般需要进行系统等值化简，因此不能反映系统机电暂态过程对电磁暂态过程的 影响。为弥补上述两方面的不足，机电暂态与电磁暂态混合仿真算法对电力电子装置使用电磁暂态模型进行电磁暂态仿真，对剩余网络采用准稳态模型 进行机电暂态仿真。混合仿真算法既可以精确地反映非线性电力电子器件的动态特性，又具有较高的仿真效率。但目前的混合仿真算法都需要在程序中 建立HVDC或FACTS器件及其控制器的电磁暂态模型，并编制大量的仿真程序模拟器件内部复杂的电磁暂态过程，不同的器件、不同的控制策略需要编制不 同的程序，缺乏灵活性、通用性。 针对目前混合仿真方法存在的问题，本文介绍的混合仿真算法将TSP程序嵌入商业软件PSCAD/EMTDC主程序中 ，利用EMTDC仿真软件自带的元件搭建FACTS元件及其控制器模型，并对其进行精确的电磁暂态仿真，调用外部TSP程序采用准稳态模型对剩余网络进行机 电暂态仿真，从而实现对全网的混合数字仿真。该方法在全图形化界面下构造仿真系统而不用编制电磁暂态仿真代码，从而使