基于EMTP-RV的中俄直流背靠背工程交流操作过电压研究

分析了直流背靠背换流站交流出线操作过电压和一般交流线路操作过电压的区别,对规划的中俄直流背靠背工程使用电磁暂态仿真程序(EMTP-RV)进行建模仿真,研究了各种操作过电压:三相合空线、单相自动重合闸及直流操作中的背靠背直流逆变站最后一台断路器跳闸和直流闭锁产生的过电压.研究结果表明逆变侧换流母线交流出线沿线最高过电压达1.98p.u.,由在直流逆变侧最后一台断路器跳闸造成,提出可以通过线路中部加装线路避雷器和优化直流控制系统的方法来有效限制线路过电压.研究结论为直流换流站交流出线过电压的研究提供了新的研究方法.     

交直流控制保护功能配合方案研究

目前南方电网多回直流馈入珠三角地区,落点接近,如果交流故障导致多回直流系统同时降功率或闭锁,将造成特大或重大事故。基于交直流系统运行特性,制定交直流保护功能配合原则。根据该原则全面清理交流故障下可能误动的直流控制保护功能,结合逻辑分析、动作时序研究、数字仿真等多种研究手段,制定直流阀组差动保护等5项直流保护功能的优化思路和方案,并对换流阀等一次设备耐受能力进行校核,同时,对改进后的保护完成了118项RTDS仿真试验;最后,对南方电网内各直流系统的阀组差动保护、桥差保护和交流低电压保护进行优化。运行经验表明:该文研究成果能有效避免交流严重故障造成多回直流同时降功率或闭锁的风险。     

交直流互联系统对电流差动保护的影响分析及对策

理论分析了交直流互联系统中仅发生交流侧故障时直流系统等值工频变化量电流的特性,然后分别探讨了,直流馈入对与直流系统直接相邻的,输电线路电流差动保护故障分量判据和稳态量判据的影响。研究表明仅发生交流系统故障时,对稳态量电流差动保护影响相对较大,容易引起保护的拒动,然后提出了一种仅基于幅值判据的应对措施。最后基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了上述结论的正确性。     

基于Park变换和Teager能量算子的晶闸管逆变器保护新方法

在高压直流输电系统中,晶闸管逆变器直流差动保护误动于区外故障,以晶闸管逆变器作为研究对象,提出了基于Park变换和Teager能量算子的晶闸管逆变器保护新方法。首先,利用Park变换分析逆变器交流侧电流,建立和直流侧电流的平衡关系,提出主判据;其次,采用逆变器交流侧接地故障的零序电流和逆变器交流侧电流的Teager能量算子作为辅助判据;最后,通过PSCAD仿真将该保护和传统直流差动保护进行比较。结果表明：该保护可有效解决传统直流差动保护误动于区外故障的问题,对于直流差动保护不能动作区内的相间短路故障,该保护方法可正确动作。     

交直流混合有源配电系统保护方案研究

交直流混合有源配电系统的直流侧故障保护困难,现有的直流系统保护方法不能直接应用于交直流混合有源配电系统。分析交直流混合系统中配电网故障类型和各类故障的特点,针对混合配电网直流侧的故障特点,提出基于非单元保护的保护方案,并给出相应的保护判据与整定原则,该保护方案能在系统发生单极短路故障时,切除故障极,保证非故障极仍能单极运行;且能区分母线故障与馈线故障,有选择性地迅速检测和隔离故障,防止故障进一步延伸。PSCAD/EMTDC仿真分析表明:该保护方案能够快速地切除故障。     

MMC-HVDC交流侧不对称故障特性分析与保护策略

为研究模块化多电平换流器(MMC)交流侧不平衡故障机制及其针对性的保护策略,提升系统运行稳定可靠性,分离交流量的正序和负序分量,对三相电网电压不平衡故障下MMC-HVDC系统数学建模,分析其交流、直流电压及子模块电容电压、内部电流的变化过程,提出了一种以抑制交流侧负序电流为目标的MMC交流侧不平衡故障保护控制策略。以单相接地故障为例,基于电磁暂态仿真软件平台PSCAD/EMTDC进行仿真分析,结果显示负序电压补偿控制能够显著减小MMC内部电流的交流测馈入分量,减小子模块电压的波动范围,保证了系统的持续运行能力。     

微电网直流真空断路器的研究

智能开关为电力系统高效安全利用提供了调控和故障保护功能。直流微电网相对交流线路能够提高分布式电源的有效接入,直流故障无自然过零点和电弧熄灭困难成为技术发展瓶颈之一。在输配电系统的关键节点采用直流真空断路器提供电力故障保护,设计自充电直流真空断路器结构,PSCAD电磁暂态仿真直流断路器中频换流开断过程的有效性,合成试验回路验证直流真空断路器开断能力,分析简易开断失败原因和自充电结构优势,直流真空断路器适合微电网线路及其关键节点的故障保护。     

交直流系统中三相重合时序对功率倒向的影响

发现交直流系统中三相重合时序对功率倒向有较大影响.建立交直流系统模型,在交流输电线路发生对称性故障时,推导出不同三相重合时序下健全线路两端电流电压的相位关系表达式.据此,揭示电压、电流之间的相位关系随故障距离、整流及逆变侧系统电抗、直流系统等值阻抗和两侧电源相角的变化规律.利用PSD-BPA和MATLAB在两区域交直流系统中验证了所述模型和方法的正确性,并得出减小交直流系统健全线路方向保护误动风险的最佳重合时序方案.     

UHVDC换相失败对差动保护的影响及解决方法

交直流混联系统中,交流系统发生故障时导致直流系统侧发生换相失败,交流侧在故障工况下的电气特征发生较大差异,使得交流输电线路差动保护的动作量和制动量均受到影响,可导致保护的误动作.通过分析换相失败时直流侧电流馈入交流系统引发的电流相角差差异较大这一故障特征,提出一种改进的差动保护新算法.通过故障分析和PSCAD/EMTDC仿真验证,改进的差动保护在各种故障情况下均能正确动作.     

基于RTDS的高压直流输电控制功能研究

为了对高压直流输电系统实时仿真并对控制功能进行研究,基于实时仿真平台RTDS搭建了高压直流输电控制保护详细仿真模型,通过进行启停控制、阶跃响应、功率控制、无功控制、交流系统故障等试验,研究了直流输电基本控制功能,验证了模型的准确性和有效性,控制系统能准确和快速响应,表明了该模型可用于直流运行特性和交直流交互影响研究。     

基于边界电流的柔性直流线路保护新方案

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电线路保护技术越来越受到关注,由于MMC-HVDC与传统高压直流输电有所差别,提出一种基于边界电流的新型柔性直流线路保护方案。通过对MMC-HVDC直流线路在不同位置发生各类故障时线路边界电流波形的变化特征进行分析,当线路发生内部故障时,其暂态过程中线路整流侧出口电流值明显大于逆变侧出口。当线路发生外部故障时,两端电流值则无明显差异。在此基础上,提出基于边界电流波形差异度的MMC-HVDC直流线路保护判据,并在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC模型。大量的仿真结果表明,该保护方案能够正确地判别区内故障和区外故障,具有较高的可靠性。     

交直流混合系统数字仿真的研究

本文应用网络分裂法在时城内求解整个交直流混合系统(AC/DC系统),提出了交直流网络及直流换流器的数学模型,建立了新的有效的各部分数模之间的接口方法,并在UBC版EMTP电磁暂态程序基础上,开发出一个多功能的AC/DC系统通用数字仿真程序。综合GS工程,对系统稳态运行及某些交流对称、不对称故障进行了仿真计算和分析。结果表明,本文采用的数学模型及由此开发的AC/DC系统数字仿真程序是正确有效的。     

基于暂态电压的多端柔性直流线路保护方案

多端柔性直流线路故障电流具有上升速度快、峰值大的特点。为了限制故障电流,通常会在直流断路器中串联限流电抗器,形成直流线路的天然边界,但这也导致了故障电压暂态过程变化。区内故障时,线路两端保护安装处的暂态电压高频分量的有效值均大于限流电抗器换流站侧的值;区外故障时,故障端的特性与之相反。基于上述故障特征,提出一种基于暂态电压的多端柔性直流系统保护方案,利用单端线路侧的电压微分率实现区、内外故障快速动作,利用线路双端限流电抗器两侧暂态电压比实现区内、外故障的可靠判别。算例仿真结果表明:所提保护方案动作速度快,受过渡电阻影响小,且线路两端无需数据同步。     

MMC-HVDC向无源网络供电的机电暂态等效建模研究

针对无源网络通过柔性直流输电系统接入大电网的机电暂态仿真问题,建立了 MMC-HVDC向无源网络供电时无源侧机电暂态仿真的电压源和电流源模型,并对两种模型进行了原理分析和特性对比,得出了适用性结论.首先忽略MMC内部复杂的动态过程,仅保留无源系统及内外环控制器,建立了 MMC-HVDC无源侧机电暂态电压源模型.之后对内...     

三相重合闸时刻对暂态电压稳定性的影响

发现合于永久故障时三相重合闸时刻对系统暂态电压稳定性有较大影响,并以无穷大、单负荷系统为例研究其原因.在感应电动机动态负荷模型下,考虑故障点位置变化,推导出交流线路从发生三相短路、线路三相跳闸、三相重新合闸于永久故障,到最后的三相断路器跳闸的全过程中,负荷侧母线电压及电磁转矩的变化情况.通过对上述暂态过程中电磁转矩-转差率的变化规律发现,最后一次操作完成后,运行点距离新的稳定平衡点越近,越有利于系统的暂态电压稳定.并结合对实际电网中的仿真结果指出,若在转差率增大的过程中投入重合闸,再次故障产生的减速能量会使转差率继续增大,对系统的暂态电压稳定性将产生不利影响.     

保护装置交直流串扰问题的研究

交直流串扰问题一直是造成"保护三误"事故发生的重大隐患,用现有的直流系统来替代交流系统可以从源头上减少保护装置的误动事故的发生。本文提出了替代的方案和详细的设计方案,并进行了相关验证。     

直流调制对电力系统小扰动稳定性影响分析

构建含高压直流输电系统的多机Heffron-Phillips模型,借助模态分析理论分析直流输电系统有、无直流功率调节环节对交直流混合系统小扰动稳定性的影响,并应用根轨迹法对直流输电系统的单输入单输出超前—滞后补偿功率调制控制器参数进行整定。最后以典型交直流混合系统为例进行仿真分析,模态分析和时域仿真结果表明,采用直流功...     

含柔性直流输电系统的故障仿真分析

在柔性直流输电系统故障特性的研究中,对单相接地故障的研究较少,针对二端柔性直流输电系统交流侧和直流侧发生的故障,研究了相互之间的影响,进行了理论分析,又在MATLAB/SIMULINK搭建了模型,通过对仿真波形的观察,验证了理论分析的正确性。     

考虑连锁故障影响的检修优化

互联电网在紧急运行状态下可能出现多处过负荷或电压越限,此时若发生隐性故障,可能导致继电保护系统误动、拒动、误整定及断路器拒分等现象,引起连锁故障.通过加强保护系统的检修、断路器的巡视及安装在线状态监测系统,能有效减少保护及断路器不正确动作的概率,减小停电面积.提出一个简单的连锁故障传递模型,利用蒙特卡罗方法对华中电网进行连锁故障传播的仿真分析。仿真结果表明：在故障易发位置和相应母线所包含的保护和断路器上追加投放检修资源,与平均投放检修资源相比,能提高检修资源的利用效能,并能有效地限制连锁故障范围,提高电网安全可靠性.     

基于阻抗角的交直流输电系统交互影响分析

采用短路比对交直流输电系统的交互影响分析只考虑了交流系统等值阻抗模值的大小,为了更准确地评估系统稳定程度,需要考虑阻抗角对系统稳定裕度的影响。以单馈入和两馈入直流系统为基础,研究阻抗角和耦合阻抗角对直流系统输送功率极限的影响,并且在CIGER标准模型的基础上,保持系统短路比不变,研究阻抗角对受端交流系统暂态过电压的影响。仿真分析结果表明,当受端交流系统等值阻抗角较小时有利于提高直流系统输送功率极限,增大稳定裕度和提高最大直流功率,同时也有利于改善系统故障后的暂态过电压。