首先介绍了±500 k V架空线柔性直流电网的结构、主要设备的详细参数以及计算所采用的典型故障类型及保护动作时序;其次研究了影响柔性直流电网操作过电压水平的各种关键因素。直流断路器方面,其MOV的额定电压选择为550 k V,从而使...首先介绍了±500 k V架空线柔性直流电网的结构、主要设备的详细参数以及计算所采用的典型故障类型及保护动作时序;其次研究了影响柔性直流电网操作过电压水平的各种关键因素。直流断路器方面,其MOV的额定电压选择为550 k V,从而使直流断路器断口过电压基本处于1.6 pu的水平;直流电网结构方面,"C"字型链式结构下阀底及中性线操作过电压水平较高,而"O"字型结构下直流极线等位置操作过电压水平相对较高,"O-C"字型结构下各处的操作过电压都比较低;直流限流电抗(平抗)的取值会影响直流阀顶或者极母线区域的操作过电压,但是主要功能还是抑制直流故障电流。最后针对±500 k V架空线柔性直流电网的典型故障进行了仿真,总结了柔性直流电网操作过电压水平的初步计算结果,并基于此给出了±500 k V架空线柔性直流电网的换流站设备保护水平的推荐值。展开更多
现有低压限流环节(voltage dependent current order limitation,VDCOL)使得高压直流系统的有功和无功强耦合,不能在交流故障持续及恢复过程中充分利用换流站自身的无功支撑能力来改善其恢复性能。该文以CIGRE HVDC标准测试模型与贵广...现有低压限流环节(voltage dependent current order limitation,VDCOL)使得高压直流系统的有功和无功强耦合,不能在交流故障持续及恢复过程中充分利用换流站自身的无功支撑能力来改善其恢复性能。该文以CIGRE HVDC标准测试模型与贵广Ⅱ工程模型作为算例,对两种模型交流故障下的直流电流及无功功率可运行范围进行了分析计算,并在PSCAD/EMTDC仿真程序中进行了验证;接着,对VDCOL的外特性进行了分析,结果表明其输出的直流电流指令不在所计算的可运行范围内;最后,采用了一种替换VDCOL的无功控制策略,该策略不仅能保证故障下直流两侧的控制指令位于可运行范围内,也能改善高压直流系统的故障恢复性能。展开更多
对含电网换相换流器的高压直流输电(line commu-tated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统进行小信号稳定性分析时,存在小信号模型精度低、分析结果无法为系统稳定运行提供参考的问题。因此,提出一种计及电压动态过...对含电网换相换流器的高压直流输电(line commu-tated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统进行小信号稳定性分析时,存在小信号模型精度低、分析结果无法为系统稳定运行提供参考的问题。因此,提出一种计及电压动态过程的小信号建模方法。对LCC-HVDC状态空间模型进行改进,修正了逆变侧换流站内部的角度关系与换相角表达式,在模型中引入考虑电压动态过程的状态方程,并基于此模型计算系统运行的控制参数稳定域。通过PSCAD电磁暂态仿真软件对模型进行验证,并与传统小信号模型作对比,结果表明建立的考虑电压动态过程的小信号模型精度高,小信号稳定性分析结果更准确。展开更多
采用常规直流与柔性直流混合的特高压多端直流输电系统是昆柳龙直流工程技术方案之一,对采用全桥和半桥混合拓扑的特高压柔性直流输电换流器充电时的均压问题进行分析,提出了两种不同的充电策略。研究了混合三端直流系统的启停顺控流程...采用常规直流与柔性直流混合的特高压多端直流输电系统是昆柳龙直流工程技术方案之一,对采用全桥和半桥混合拓扑的特高压柔性直流输电换流器充电时的均压问题进行分析,提出了两种不同的充电策略。研究了混合三端直流系统的启停顺控流程和直流线路瞬时故障穿越、重启策略。在RT-LAB中搭建三端混合直流输电系统,连接外部阀控装置进行实时仿真实验,实验结果验证了提出的充电策略的正确性,表明所提出的直流线路故障穿越和重启策略可以很好地实现系统穿越故障,使系统重新进入稳态。此外,在±10.5 k V/60 MW柔性直流背靠背样机上进行了充电策略验证和直流双极短路故障穿越后重启策略验证,充分验证了采用全半桥混合拓扑柔直系统的故障穿越能力。展开更多
换相失败是基于电网换相换流器的高压直流输电(line commutated-converter based high voltage direct current,LCCHVDC)常见故障之一,增强高压直流输电系统换相失败的抵御能力是目前我国电网发展的研究重点之一。首先,分析换相失败的...换相失败是基于电网换相换流器的高压直流输电(line commutated-converter based high voltage direct current,LCCHVDC)常见故障之一,增强高压直流输电系统换相失败的抵御能力是目前我国电网发展的研究重点之一。首先,分析换相失败的机理和影响因素;其次从故障检测判断、首次换相失败抑制、后续换相失败抑制3个方面,对基于控制保护的换相失败抑制方法进行详细的梳理和分析;最后,针对换相失败多种影响因素动态耦合、换相过程高度离散化、后续换相失败产生机理不明,导致抑制换相失败的控制保护策略存在盲目性、滞后性、主观性等问题,指出换相失败多影响因素耦合规律研究、离散化换相过程连续化研究、计及控制行为的后续换相失败抑制研究是未来换相失败抑制方面研究的重点。展开更多
同步参考坐标系锁相环是高压直流(high voltage direct current,HVDC)同步触发控制系统中广泛应用的一种窄带宽锁相环,在交流系统故障引起相位跳变情况下,其动态响应缓慢。为增大锁相环的带宽,一种滑动平均滤波器(moving average filter...同步参考坐标系锁相环是高压直流(high voltage direct current,HVDC)同步触发控制系统中广泛应用的一种窄带宽锁相环,在交流系统故障引起相位跳变情况下,其动态响应缓慢。为增大锁相环的带宽,一种滑动平均滤波器(moving average filter,MAF)被前置于锁相环路,然而MAF本身存在响应延迟,制约了锁相环的同步速度。为了缓解响应延迟问题,文中提出一种考虑MAF延时和前馈补偿的HVDC快速锁相环。首先,利用MAF线性暂态特征预测相位变化,并分别针对故障接入和切除引起的相位跳变问题提出不同的补偿策略;接着,利用不变性原理对锁相环路进行前馈补偿,在负反馈控制和前馈补偿共同构成的复合校正控制系统的作用下,锁相环能够在较小PI参数下实现快速响应;最后,将所提快速锁相环在CIGRE HVDC标准模型和三峡—上海直流工程模型中进行仿真验证。结果表明,该快速锁相环能够有效缓解滤波器响应延迟的制约,缩短失锁时间,进而提高高压直流逆变侧抵御换相失败的能力。展开更多
文摘首先介绍了±500 k V架空线柔性直流电网的结构、主要设备的详细参数以及计算所采用的典型故障类型及保护动作时序;其次研究了影响柔性直流电网操作过电压水平的各种关键因素。直流断路器方面,其MOV的额定电压选择为550 k V,从而使直流断路器断口过电压基本处于1.6 pu的水平;直流电网结构方面,"C"字型链式结构下阀底及中性线操作过电压水平较高,而"O"字型结构下直流极线等位置操作过电压水平相对较高,"O-C"字型结构下各处的操作过电压都比较低;直流限流电抗(平抗)的取值会影响直流阀顶或者极母线区域的操作过电压,但是主要功能还是抑制直流故障电流。最后针对±500 k V架空线柔性直流电网的典型故障进行了仿真,总结了柔性直流电网操作过电压水平的初步计算结果,并基于此给出了±500 k V架空线柔性直流电网的换流站设备保护水平的推荐值。
文摘现有低压限流环节(voltage dependent current order limitation,VDCOL)使得高压直流系统的有功和无功强耦合,不能在交流故障持续及恢复过程中充分利用换流站自身的无功支撑能力来改善其恢复性能。该文以CIGRE HVDC标准测试模型与贵广Ⅱ工程模型作为算例,对两种模型交流故障下的直流电流及无功功率可运行范围进行了分析计算,并在PSCAD/EMTDC仿真程序中进行了验证;接着,对VDCOL的外特性进行了分析,结果表明其输出的直流电流指令不在所计算的可运行范围内;最后,采用了一种替换VDCOL的无功控制策略,该策略不仅能保证故障下直流两侧的控制指令位于可运行范围内,也能改善高压直流系统的故障恢复性能。
文摘对含电网换相换流器的高压直流输电(line commu-tated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统进行小信号稳定性分析时,存在小信号模型精度低、分析结果无法为系统稳定运行提供参考的问题。因此,提出一种计及电压动态过程的小信号建模方法。对LCC-HVDC状态空间模型进行改进,修正了逆变侧换流站内部的角度关系与换相角表达式,在模型中引入考虑电压动态过程的状态方程,并基于此模型计算系统运行的控制参数稳定域。通过PSCAD电磁暂态仿真软件对模型进行验证,并与传统小信号模型作对比,结果表明建立的考虑电压动态过程的小信号模型精度高,小信号稳定性分析结果更准确。
文摘采用常规直流与柔性直流混合的特高压多端直流输电系统是昆柳龙直流工程技术方案之一,对采用全桥和半桥混合拓扑的特高压柔性直流输电换流器充电时的均压问题进行分析,提出了两种不同的充电策略。研究了混合三端直流系统的启停顺控流程和直流线路瞬时故障穿越、重启策略。在RT-LAB中搭建三端混合直流输电系统,连接外部阀控装置进行实时仿真实验,实验结果验证了提出的充电策略的正确性,表明所提出的直流线路故障穿越和重启策略可以很好地实现系统穿越故障,使系统重新进入稳态。此外,在±10.5 k V/60 MW柔性直流背靠背样机上进行了充电策略验证和直流双极短路故障穿越后重启策略验证,充分验证了采用全半桥混合拓扑柔直系统的故障穿越能力。
文摘换相失败是基于电网换相换流器的高压直流输电(line commutated-converter based high voltage direct current,LCCHVDC)常见故障之一,增强高压直流输电系统换相失败的抵御能力是目前我国电网发展的研究重点之一。首先,分析换相失败的机理和影响因素;其次从故障检测判断、首次换相失败抑制、后续换相失败抑制3个方面,对基于控制保护的换相失败抑制方法进行详细的梳理和分析;最后,针对换相失败多种影响因素动态耦合、换相过程高度离散化、后续换相失败产生机理不明,导致抑制换相失败的控制保护策略存在盲目性、滞后性、主观性等问题,指出换相失败多影响因素耦合规律研究、离散化换相过程连续化研究、计及控制行为的后续换相失败抑制研究是未来换相失败抑制方面研究的重点。
文摘同步参考坐标系锁相环是高压直流(high voltage direct current,HVDC)同步触发控制系统中广泛应用的一种窄带宽锁相环,在交流系统故障引起相位跳变情况下,其动态响应缓慢。为增大锁相环的带宽,一种滑动平均滤波器(moving average filter,MAF)被前置于锁相环路,然而MAF本身存在响应延迟,制约了锁相环的同步速度。为了缓解响应延迟问题,文中提出一种考虑MAF延时和前馈补偿的HVDC快速锁相环。首先,利用MAF线性暂态特征预测相位变化,并分别针对故障接入和切除引起的相位跳变问题提出不同的补偿策略;接着,利用不变性原理对锁相环路进行前馈补偿,在负反馈控制和前馈补偿共同构成的复合校正控制系统的作用下,锁相环能够在较小PI参数下实现快速响应;最后,将所提快速锁相环在CIGRE HVDC标准模型和三峡—上海直流工程模型中进行仿真验证。结果表明,该快速锁相环能够有效缓解滤波器响应延迟的制约,缩短失锁时间,进而提高高压直流逆变侧抵御换相失败的能力。
