柔性直流输电技术是大规模新能源外送的重要载体,未来我国大量的沙漠、戈壁、荒漠大规模新能源基地海拔偏高,甚至超过4000 m,宇宙射线大气中子通量大,严重威胁柔性直流换流阀(voltage sourced converter-high voltage direct current,VS...柔性直流输电技术是大规模新能源外送的重要载体,未来我国大量的沙漠、戈壁、荒漠大规模新能源基地海拔偏高,甚至超过4000 m,宇宙射线大气中子通量大,严重威胁柔性直流换流阀(voltage sourced converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)功率器件的安全可靠运行。但是,目前我国柔性直流工程中换流阀尚无2000 m以上高海拔地区应用案例,国内外也缺乏大气中子辐照功率器件的失效率数据,大气中子对功率器件的影响规律不明,难以支撑工程应用。该文首次针对柔性直流使用的4.5 kV等级主流功率器件,提出绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)、旁路转折晶闸管等功率器件高海拔大气中子辐照效应的等效加速试验方法,并开展试验,结合试验结果分析了器件工作电压、工作温度、中子通量对器件失效率的影响规律,得出高海拔地区IGBT和旁路转折晶闸管的大气中子辐照失效率,为高海拔VSC-HVDC的安全设计提供指导。展开更多
针对换相失败恢复过程中直流电流预测难度大的问题,首先对直流线路的等效模型进行分析,建立整流侧直流电压与逆变侧各电气量之间的定量关系,结合直流控制分析提出一种可准确预测直流电流变化量的方法。其次,基于最小关断面积判别与直流...针对换相失败恢复过程中直流电流预测难度大的问题,首先对直流线路的等效模型进行分析,建立整流侧直流电压与逆变侧各电气量之间的定量关系,结合直流控制分析提出一种可准确预测直流电流变化量的方法。其次,基于最小关断面积判别与直流电流变化量的预测方法,构建后续换相失败风险评估模型,并根据风险评估结果实现对触发角的定量控制,从而抑制后续换相失败的发生。以PSCAD/EMTDC平台中的国际大电网会议(conseil interna-tional des grands reseaux elecctriques,CIGRE)标准模型为测试系统,不同故障类型、严重程度及故障持续时间下的仿真结果验证了所提直流电流预测、后续换相失败风险评估的准确性和后续换相失败抑制策略的有效性。展开更多
为提高特高压直流换流阀塔绝缘可靠性、实现小安全裕度下换流阀绝缘的优化设计,以±1 100 k V直流换流阀作为研究对象,采用Solid Works及ANSYS混合建模技术,建立了换流阀塔的3维模型。对该模型进行单阀绝缘型式试验及多重阀直流耐...为提高特高压直流换流阀塔绝缘可靠性、实现小安全裕度下换流阀绝缘的优化设计,以±1 100 k V直流换流阀作为研究对象,采用Solid Works及ANSYS混合建模技术,建立了换流阀塔的3维模型。对该模型进行单阀绝缘型式试验及多重阀直流耐压试验,得到其电场分布;并针对电场薄弱环节进行局部结构优化。研究结果表明:当选取2 700 k V/m作为换流阀厅内金具表面工作控制电场强度时,单阀绝缘型式试验中的屏蔽罩及横梁均存在电场薄弱环节,有可能产生电晕及放电现象;而多重阀直流耐压试验中不存在电场薄弱环节,不会产生电晕及放电现象。此外,增加横梁拐角、屏蔽罩侧边的倒角值以及在层间绝缘金具处添加均压环可以使得薄弱处电场强度低于控制值。展开更多
晶闸管换流阀是高压直流输电系统的核心设备,该设备运行状态直接影响了直流输电系统的运行可靠性。因此,在直流输电工程投运前及设备检修期间,电网设备运维单位有必要对换流阀晶闸管级单元进行例行测试。由于直流输电系统中晶闸管级单...晶闸管换流阀是高压直流输电系统的核心设备,该设备运行状态直接影响了直流输电系统的运行可靠性。因此,在直流输电工程投运前及设备检修期间,电网设备运维单位有必要对换流阀晶闸管级单元进行例行测试。由于直流输电系统中晶闸管级单元数量庞大且晶闸管试验项目繁多,采用分离试验的方式,工作量巨大,因此设计并实现针对换流阀晶闸管级单元的综合测试系统具有重要工程价值。对晶闸管级单元的工作原理进行分析,结合IEC60700-1标准,提出换流阀晶闸管级单元的试验内容、原理及方法,并将开发的测试系统应用于±800 k V特高压直流输电工程换流站的晶闸管换流阀试验,测试结果证明该测试系统设计合理,满足工程应用需求。展开更多
文摘针对换相失败恢复过程中直流电流预测难度大的问题,首先对直流线路的等效模型进行分析,建立整流侧直流电压与逆变侧各电气量之间的定量关系,结合直流控制分析提出一种可准确预测直流电流变化量的方法。其次,基于最小关断面积判别与直流电流变化量的预测方法,构建后续换相失败风险评估模型,并根据风险评估结果实现对触发角的定量控制,从而抑制后续换相失败的发生。以PSCAD/EMTDC平台中的国际大电网会议(conseil interna-tional des grands reseaux elecctriques,CIGRE)标准模型为测试系统,不同故障类型、严重程度及故障持续时间下的仿真结果验证了所提直流电流预测、后续换相失败风险评估的准确性和后续换相失败抑制策略的有效性。
文摘为提高特高压直流换流阀塔绝缘可靠性、实现小安全裕度下换流阀绝缘的优化设计,以±1 100 k V直流换流阀作为研究对象,采用Solid Works及ANSYS混合建模技术,建立了换流阀塔的3维模型。对该模型进行单阀绝缘型式试验及多重阀直流耐压试验,得到其电场分布;并针对电场薄弱环节进行局部结构优化。研究结果表明:当选取2 700 k V/m作为换流阀厅内金具表面工作控制电场强度时,单阀绝缘型式试验中的屏蔽罩及横梁均存在电场薄弱环节,有可能产生电晕及放电现象;而多重阀直流耐压试验中不存在电场薄弱环节,不会产生电晕及放电现象。此外,增加横梁拐角、屏蔽罩侧边的倒角值以及在层间绝缘金具处添加均压环可以使得薄弱处电场强度低于控制值。
文摘晶闸管换流阀是高压直流输电系统的核心设备,该设备运行状态直接影响了直流输电系统的运行可靠性。因此,在直流输电工程投运前及设备检修期间,电网设备运维单位有必要对换流阀晶闸管级单元进行例行测试。由于直流输电系统中晶闸管级单元数量庞大且晶闸管试验项目繁多,采用分离试验的方式,工作量巨大,因此设计并实现针对换流阀晶闸管级单元的综合测试系统具有重要工程价值。对晶闸管级单元的工作原理进行分析,结合IEC60700-1标准,提出换流阀晶闸管级单元的试验内容、原理及方法,并将开发的测试系统应用于±800 k V特高压直流输电工程换流站的晶闸管换流阀试验,测试结果证明该测试系统设计合理,满足工程应用需求。
