柔性直流输电系统中,直流故障的分析与判别是柔直系统中亟待解决的重要问题。为了更好地分析故障特征,推导出一种多端柔性直流输电网(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-MTDC)的母线侧简化电路故障计算方法...柔性直流输电系统中,直流故障的分析与判别是柔直系统中亟待解决的重要问题。为了更好地分析故障特征,推导出一种多端柔性直流输电网(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-MTDC)的母线侧简化电路故障计算方法,并分析了母线侧单极接地故障和极间短路故障的故障特征,在此基础上设计了一种适用于多端柔性直流输电网的故障判别方案和保护措施。该判别方案通过故障启动判据、故障区域判别和故障类型判别3个模块进行故障判定,采用了故障电压瞬时跌落值与系统电压之差及故障线路电流值作故障特征量,整套判别方案不受其他元件参数、故障位置等因素的影响,将Spearman相关性分析与传统电气故障区域判别相结合,准确判定系统区内外故障的同时,解决了故障区域判别中受线路各参数干扰导致误判的问题,仿真测试验证了本保护方案的可行性。展开更多
为快速平稳的启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC),避免各站启动时序配合不当引起大的电气冲击甚至启动失败,提出了MMC-MTDC系统协调启动控制策...为快速平稳的启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC),避免各站启动时序配合不当引起大的电气冲击甚至启动失败,提出了MMC-MTDC系统协调启动控制策略。首先,指出MMC存在交流侧、直流侧和交直流侧混合3种预充电方式,基于其充电机理,设计了预充电方式识别方法,提出了可将子模块充电至额定电压的闭环均压充电策略;其次,研究了多端系统启动时序的有效配合方案,提出了基于直流电压斜坡控制方式的并联式MMC-MTDC系统协调启动控制策略;最后,通过Matlab/Simulink构建三端系统进行仿真。结果表明:闭环均压充电方法能自动适应MMC 3种预充电方式,使子模块平稳充电至额定值;协调启动策略则能很好的实现多端系统平稳解锁。展开更多
直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计...直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计、系统参数的优化具有较大的工程意义。提出了一种适用于MMC-MTDC输电系统处于单极接地故障下,故障电流的计算方法。首先完整分析了多端直流系统单极接地故障演化机理;然后对单个换流站进行简化等效,进而将多端直流系统简化为RLC等效电路;根据基尔霍夫定律推导出故障前系统的状态方程;故障发生后,通过修改故障前状态方程中的状态变量及系数矩阵,用微分方程数值解的方法求解状态方程,进而求得故障电流。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上,搭建了三端MMC直流输电模型,仿真结果验证了故障电流计算方法具有较高的精确度。展开更多
与传统柔性直流输电系统相比,基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多,使其可靠性建...与传统柔性直流输电系统相比,基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多,使其可靠性建模更具挑战。该文提出一种考虑模块冗余和系统状态的MMC-MTDC可靠性的蒙特卡洛分析方法。首先,以可靠性框图法为基础,建立考虑模块冗余的换流阀可靠性模型,并进一步构建了考虑多设备影响的换流站可靠性模型。其次,在实际运行的多状态转移过程分析基础上,建立了考虑状态转移持续时间的MMC-MTDC概率密度模型,提出了基于蒙特卡洛的MMC-MTDC可靠性模型求解方法。最后,以某实际±200kV的MMC-MTDC系统为例,对多运行方式下的状态概率、状态持续时间及状态频率等可靠性指标进行了求解,研究可为多端柔性直流输电系统可靠性分析提供一定的参考。展开更多
新能源、基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter-based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)以及交流电网之间宽频振荡风险凸出,严重制约MMC-MTDC安全稳定运行和新能源高效消纳。MMC-M...新能源、基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter-based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)以及交流电网之间宽频振荡风险凸出,严重制约MMC-MTDC安全稳定运行和新能源高效消纳。MMC-MTDC各换流站呈现定交流电压、定直流电压、定功率等异构化控制方式,多端换流站之间又存在强非线性耦合,给系统振荡建模与分析带来挑战。为此,首先提出计及正负序控制的MMC-MTDC控制系统模块化建模方法。然后,针对复杂交直流网架结构,建立计及多端非线性耦合的MMC-MTDC不同断面通用化阻抗模型。最后,以三端MMC-MTDC环网为例,仿真验证通用化阻抗建模的准确性和有效性,并分析多端互联系统及正负序控制对阻抗特性的耦合影响,为新能源基地经MMC-MTDC互联系统振荡分析提供基础。展开更多
针对多端柔性直流电网(multi-terminal direct current grid based on modular multilevel converter,MMC-MTDC)故障诊断存在的人工整定阈值过程复杂、高阻故障不易检测的问题,提出一种基于行波特征的诊断方法。首先,通过分析系统的故...针对多端柔性直流电网(multi-terminal direct current grid based on modular multilevel converter,MMC-MTDC)故障诊断存在的人工整定阈值过程复杂、高阻故障不易检测的问题,提出一种基于行波特征的诊断方法。首先,通过分析系统的故障特征,得出边界元件对高频信号的阻滞作用;其次,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)对功率进行分解,得到本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量,将其能量值作为故障特征量训练由卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)组成的CNN-BiGRU网络;然后,采用开普勒优化算法(Kepler optimization algorithm,KOA)和注意力机制(attention mechanism,AM)对CNN-BiGRU网络进行改进,实现MMC-MTDC的故障诊断;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型。结果表明,该方法不仅可以实现母线故障和线路故障的检测,还可以在满足保护可靠性和速动性的前提下,解决高阻故障保护易拒动的问题。展开更多
文摘柔性直流输电系统中,直流故障的分析与判别是柔直系统中亟待解决的重要问题。为了更好地分析故障特征,推导出一种多端柔性直流输电网(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-MTDC)的母线侧简化电路故障计算方法,并分析了母线侧单极接地故障和极间短路故障的故障特征,在此基础上设计了一种适用于多端柔性直流输电网的故障判别方案和保护措施。该判别方案通过故障启动判据、故障区域判别和故障类型判别3个模块进行故障判定,采用了故障电压瞬时跌落值与系统电压之差及故障线路电流值作故障特征量,整套判别方案不受其他元件参数、故障位置等因素的影响,将Spearman相关性分析与传统电气故障区域判别相结合,准确判定系统区内外故障的同时,解决了故障区域判别中受线路各参数干扰导致误判的问题,仿真测试验证了本保护方案的可行性。
文摘直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计、系统参数的优化具有较大的工程意义。提出了一种适用于MMC-MTDC输电系统处于单极接地故障下,故障电流的计算方法。首先完整分析了多端直流系统单极接地故障演化机理;然后对单个换流站进行简化等效,进而将多端直流系统简化为RLC等效电路;根据基尔霍夫定律推导出故障前系统的状态方程;故障发生后,通过修改故障前状态方程中的状态变量及系数矩阵,用微分方程数值解的方法求解状态方程,进而求得故障电流。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上,搭建了三端MMC直流输电模型,仿真结果验证了故障电流计算方法具有较高的精确度。
文摘与传统柔性直流输电系统相比,基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多,使其可靠性建模更具挑战。该文提出一种考虑模块冗余和系统状态的MMC-MTDC可靠性的蒙特卡洛分析方法。首先,以可靠性框图法为基础,建立考虑模块冗余的换流阀可靠性模型,并进一步构建了考虑多设备影响的换流站可靠性模型。其次,在实际运行的多状态转移过程分析基础上,建立了考虑状态转移持续时间的MMC-MTDC概率密度模型,提出了基于蒙特卡洛的MMC-MTDC可靠性模型求解方法。最后,以某实际±200kV的MMC-MTDC系统为例,对多运行方式下的状态概率、状态持续时间及状态频率等可靠性指标进行了求解,研究可为多端柔性直流输电系统可靠性分析提供一定的参考。
文摘新能源、基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter-based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)以及交流电网之间宽频振荡风险凸出,严重制约MMC-MTDC安全稳定运行和新能源高效消纳。MMC-MTDC各换流站呈现定交流电压、定直流电压、定功率等异构化控制方式,多端换流站之间又存在强非线性耦合,给系统振荡建模与分析带来挑战。为此,首先提出计及正负序控制的MMC-MTDC控制系统模块化建模方法。然后,针对复杂交直流网架结构,建立计及多端非线性耦合的MMC-MTDC不同断面通用化阻抗模型。最后,以三端MMC-MTDC环网为例,仿真验证通用化阻抗建模的准确性和有效性,并分析多端互联系统及正负序控制对阻抗特性的耦合影响,为新能源基地经MMC-MTDC互联系统振荡分析提供基础。
