在常规直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)改造升级中,将受端换流站改造成柔性换流站是一种安全可行的技术方案。基于±800 kV特高压直流工程,将受端的双低端换流器置换为双柔性换流器(voltage ...在常规直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)改造升级中,将受端换流站改造成柔性换流站是一种安全可行的技术方案。基于±800 kV特高压直流工程,将受端的双低端换流器置换为双柔性换流器(voltage source converter,VSC),形成特高压混合直流输电拓扑。针对LCC和VSC换流器串联时的电压比例问题,提出一种基于受端换流站无功配置的高低端换流器电压分配策略。该策略考虑VSC换流站和交流滤波器共同提供无功功率支撑的方案,通过建立VSC额定容量与LCC额定功率的函数关系式,优化得到LCC和VSC换流器的电压分配结果。基于电磁暂态模型,设计了系统的协调控制策略,并与改造前常规特高压直流系统的暂态响应特性进行了对比。结果表明柔性化改造方案能够提升特高压直流系统的换相失败抵御能力,并且电压分配策略下的系统具备良好的运行特性。展开更多
为了提高混合式直流断路器的开断能力,降低半导体器件的使用成本,提出了一种基于串联晶闸管强迫过零关断技术的具备双向开断能力的混合式直流断路器拓扑方案。在分析关断过程的基础上,推导了串联晶闸管阀与二极管阀组件反向恢复过程中...为了提高混合式直流断路器的开断能力,降低半导体器件的使用成本,提出了一种基于串联晶闸管强迫过零关断技术的具备双向开断能力的混合式直流断路器拓扑方案。在分析关断过程的基础上,推导了串联晶闸管阀与二极管阀组件反向恢复过程中均压回路的参数设计方法,然后以10 k V样机为例,开展了主支路和转移支路器件选型与参数设计,并搭建了10 k V直流断路器原理样机及其实验回路。研究结果表明：正常运行时,主支路由机械开关和少量的全控型半导体器件串联构成,其损耗较小;在开断电流时,故障电流首先转移至晶闸管阀支路,再通过放电回路注入反向电流迫使晶闸管阀过零关断,最后通过耗能支路吸收系统感性能量。原理样机实现了直流电压10 k V下短路电流峰值为8.8 k A的过零快速关断、且开断时间小于3 ms;转移支路可通过调整半导体器件的串联数量和选型大幅提升直流断路器的电压等级和故障电流耐受能力;串联二极管阀能在大电流关断暂态过程中抑制晶闸管器件的反向恢复过电压,降低晶闸管器件的损坏风险;在混合式直流断路器的换流和关断阶段,无需针对串联的晶闸管器件调整触发时间与匹配参数。综上所述,所提出的混合式直流断路器具有快速直流短路故障清除能力,可以作为未来柔性高压直流输电系统组网的工程实施方案之一。展开更多
文摘采用自关断功率半导体器件的电流源型主动换相换流器(actively commutated converter,ACC)具有有功与无功功率可解耦、不存在换相失败、无需大量储能电容等特点,在高压直流输电领域具有较好的应用前景。该文针对适用于高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)的ACC功率半导体器件及其均压方法、电路拓扑、调制方法、功率特性、控制策略、故障及保护方法等进行调研和分析。结合具体实例,将ACC与现有HVDC的2种换流器,即电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)进行对比分析。同时,对ACC的潜在应用、存在的问题以及发展的方向进行总结和归纳。
文摘在常规直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)改造升级中,将受端换流站改造成柔性换流站是一种安全可行的技术方案。基于±800 kV特高压直流工程,将受端的双低端换流器置换为双柔性换流器(voltage source converter,VSC),形成特高压混合直流输电拓扑。针对LCC和VSC换流器串联时的电压比例问题,提出一种基于受端换流站无功配置的高低端换流器电压分配策略。该策略考虑VSC换流站和交流滤波器共同提供无功功率支撑的方案,通过建立VSC额定容量与LCC额定功率的函数关系式,优化得到LCC和VSC换流器的电压分配结果。基于电磁暂态模型,设计了系统的协调控制策略,并与改造前常规特高压直流系统的暂态响应特性进行了对比。结果表明柔性化改造方案能够提升特高压直流系统的换相失败抵御能力,并且电压分配策略下的系统具备良好的运行特性。
文摘为了提高混合式直流断路器的开断能力,降低半导体器件的使用成本,提出了一种基于串联晶闸管强迫过零关断技术的具备双向开断能力的混合式直流断路器拓扑方案。在分析关断过程的基础上,推导了串联晶闸管阀与二极管阀组件反向恢复过程中均压回路的参数设计方法,然后以10 k V样机为例,开展了主支路和转移支路器件选型与参数设计,并搭建了10 k V直流断路器原理样机及其实验回路。研究结果表明：正常运行时,主支路由机械开关和少量的全控型半导体器件串联构成,其损耗较小;在开断电流时,故障电流首先转移至晶闸管阀支路,再通过放电回路注入反向电流迫使晶闸管阀过零关断,最后通过耗能支路吸收系统感性能量。原理样机实现了直流电压10 k V下短路电流峰值为8.8 k A的过零快速关断、且开断时间小于3 ms;转移支路可通过调整半导体器件的串联数量和选型大幅提升直流断路器的电压等级和故障电流耐受能力;串联二极管阀能在大电流关断暂态过程中抑制晶闸管器件的反向恢复过电压,降低晶闸管器件的损坏风险;在混合式直流断路器的换流和关断阶段,无需针对串联的晶闸管器件调整触发时间与匹配参数。综上所述,所提出的混合式直流断路器具有快速直流短路故障清除能力,可以作为未来柔性高压直流输电系统组网的工程实施方案之一。
