摘要：新能源与同步发电机组间高效暂态能量转移是新型电力系统抑制功率振荡的关键。该文首先分析同步发电机组和双馈风电机组间处于虚拟同步运行时的虚拟轴系耦合关系;其次,通过非线性功率耦合,引入立方刚度,建立非线性弹性耦合下含风电的两自由度系统动态模型;再次,基于哈密顿原理,分析引入立方刚度后风电并网系统的暂态能量转移过程,推导机组间能量完全转移的必要条件,并提出双馈风电机组的非线性弹性耦合控制策略,依据所得必要条件完成控制器参数优化设计;最后,搭建风电高比例仿真系统,验证了双馈风电机组在所提控制方法下能够高效转移暂态能量,显著提升其功率振荡抑制和频率支撑能力。

摘要：直流线路保护是多端柔性直流输电技术发展的关键,直流限流电抗器提供的边界条件为故障保护算法的设计提供便利。文中将限流电抗器的压降特性和相邻线路的分流特性相结合,提出一种基于边界暂态能量的多端柔性直流线路的保护方案。保护方案利用线路两端边界的暂态能量比的差异性识别区内外故障,并利用正负极的暂态能量比来进行故障选极。保护方案实现简单,双端数据无须同步且动作时间短。仿真结果表明,该方案在不同的故障场景下均能可靠进行故障识别和故障选极,耐受过渡电阻能力强,具有较强的抗噪声能力。

摘要：针对电力系统特高压线路暂态故障,文中在固有模态能量分析法的基础上提出了一种基于暂态电流的故障分析法。由于EMD分解法具有良好的完备性和正交性,可通过相对能量系数分析故障过程暂态能量的大小,因此通过比较同一时刻、同一位置的三相线路暂态电流固有能量系数的相对大小就可以识别出故障相别及类型。在对该方法进行理论分析和EMTP模型搭建之后,仿真结果也表明该方法能够快速识别故障性质,对于保护功能的实现以及自动重合闸的逻辑设计均具有指导意义。

摘要：多端柔性直流输电系统控制灵活,系统故障时控制与保护联系紧密。在考虑柔性直流输电不同控制策略下控制过程量的响应特征基础上,利用控制信号暂态能量的大小关系识别区内外故障,并利用正负极的暂态能量比值进行故障选极,提出一种基于外环功率控制类特征信号检测直流输电线路故障的保护方案。该方案充分利用换流器的快速响应能力,实现简单,故障检测时间快,便于控制和保护的集成设计,能够实现对不同控制策略和控制参数的自适应保护。最后,通过大量仿真验证了所提保护方案在故障识别以及故障选极上的有效性,并考虑多种因素的影响,验证了保护的可靠性。

摘要：多端柔性直流配电系统的发展尚面临几大技术难点亟待解决,在继电保护方面主要问题在于直流故障的可靠识别。传统交流配电系统、高压直流输电系统保护原理无法适用于多端柔性直流配电系统。因此,该文设计了一种新型的多端柔性直流配电系统直流线路保护方法。利用线路边界特性,通过小波变换提取区、内外故障的暂态特征差异,实现故障的快速、可靠识别;并利用直流电抗器压降判据实现保护的方向性。该方法基于单端电气量实现全线路保护,动作速度快,无需通信,能够满足直流配电系统对保护的速动性、可靠性和选择性要求。最后,大量的仿真算例验证了所设计方案的可行性。

摘要：直流侧故障辨识是基于模块化多电平换流器(MMC)的多端直流输电(MTDC)系统急需解决的重大科学问题。分析直流线路的边界特性与极间耦合特性,提出一种基于单端暂态能量的故障辨识方法。通过区内、外故障的暂态特征以及方向元件,构建故障线路选择判据;并利用母线相连线路的方向元件和交流侧故障的暂态特性,构造母线故障识别判据;再根据两极低频电流差异,设计故障极判别判据。该方法能快速辨识直流侧故障,无需两端通信,能够满足MMCMTDC系统对辨识方法速动性与选择性的要求。最后结合张北四端柔性直流系统的PSCAD仿真模型,验证了所提方法在不同的故障类型、故障位置和过渡电阻下均能准确检测到故障,且具备一定的抗过渡电阻能力。

摘要：针对配电网发生单相接地故障时电流微弱的问题,设计了基于暂态分量特性的柱上开关保护方案,采用S变换处理各个测点采集的电流,得到电流暂态能量;通过综合分析各个测点的测量结果,判断故障区域,保证柱上开关准确、动作快速。通过仿真实验,验证了保护方案的可行性。

摘要：为了提高水轮发电机的稳定性,将发电机输出有功功率的波动作为可测扰动变量,提出了一种基于H∞鲁棒控制理论的水轮发电机调速系统附加鲁棒控制方法(HGARC)。该方法避免了发电机方程非线性的问题,简化了控制器的设计过程。利用发电机的暂态能量作为定量评价指标,对HGARC控制效果进行了理论分析,对HGARC进行了不同故障类型的仿真实验。分析结果表明,HGARC提高了发电机抵抗扰动的能力;发电机的暂态能量可以作为一种评价控制器效果的定量指标。

摘要：输电线路下方导体的感应电压和积蓄的能量一直是电磁环境研究的重点。本文利用电磁暂态软件EMTP-ATP分析了某500k V输电线路下方近地面悬浮长导体的感应电压,并结合Ansys静电场计算的结果论证了长导体的感应电压仍然是静电感应电压。基于建立的ATP模型,在工频电磁场满足设计要求的条件下,对不同布置的长导体静电感应能量进行计算,表明距地面高0.5m、长20m的导体的静电能量可达0.2m J,可以令人产生电击感;而对于距地面高0.5m、长1m的导体,其积蓄的静电能量同样不能忽视。因此,在输电线路下方使用金属工具工作人员一定要做好防电击措施。

摘要：针对模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)型高压直流电网的故障清除,提出了一种电容型高压直流断路器拓扑结构,其通过预充电电容的限压限流功能实现直流侧的故障隔离。首先,分析了断路器拓扑结构及其各阶段的工作原理。在此基础上,介绍了具备双向分断能力的保护方案、钳压电容的分级投入、直流线路剩余能量耗散、去游离化后的两种不同重合闸策略。与传统的DCCB拓扑结构相比,所提拓扑实现了快速的故障隔离和缓慢的能量耗散二者的解耦,能加快直流电网正常部分的功率恢复。最后在PSCAD/EMTDC上进行了详细的电磁暂态仿真验证,进行了参数设计与优化,并对直流侧暂态能量进行了对比。