同塔双回直流输电工程同址换流站交流滤波器设计关键问题研究

同塔双回、换流站同址的直流输电工程具有同塔双回直流独立运行、换流站同址合建、共用交流场的特点,其灵活、多样的运行方式对滤波器设计提出更高的要求。本文按照滤波器设计的流程详细分析了同塔双回、换流站同址时影响滤波器设计的关键问题,分别针对直流运行方式、双回直流谐波电流计算、谐波阻抗分区、滤波器选型和参数选择、滤波器策略进行分析并提出相应的解决方案。算例计算结果表明,本文提出的解决方案,可以用于同塔双回、换流站同址的直流输电工程交流滤波器设计。     

高压直流输电工程交流母线分裂运行跳闸逻辑分析及优化

分析了贵广I回、II回及糯扎渡直流工程的交流母线分裂运行的判断逻辑,说明了交流母线分裂运行的跳闸逻辑不断优化的过程,指出了当前交流母线分裂运行跳闸逻辑仍存在的问题。针对交流母线分裂运行后各运行换流器和交流滤波器的不同连接情况,提出了优化后具有较强可操作性的跳闸策略,避免了不必要的换流器跳闸,对高压直流输电系统设计、电网运行和防止事故扩大具有重要的参考意义。     

溪洛渡送电广东同塔双回直流输电工程控制保护策略研究

溪洛渡右岸送电广东直流输电工程采用同塔双回输电方式,双回?500 kV直流系统在整流站和逆变站共用交流场和接地极系统。针对溪右直流输电工程的特点,在PSCAD/EMTDC仿真平台上利用自定义功能块搭建了双回直流系统较完善的控制保护仿真模型,对双回直流系统的极控制策略、同步协调控制策略、无功功率控制策略及直流线路保护策略进行了比较深入的研究。所提出的控制保护策略可对双回直流系统进行有效的运行控制和保护,研究成果对实际工程的实施具有重要意义。     

溪洛渡送电广东同塔双回直流输电工程控制保护策略研究

溪洛渡右岸送电广东直流输电工程采用同塔双回输电方式,双回±500kV直流系统在整流站和逆变站共用交流场和接地极系统.针对溪右直流输电工程的特点,在PSCAD/EMTDC仿真平台上利用自定义功能块搭建了双回直流系统较完善的控制保护仿真模型,对双回直流系统的极控制策略、同步协调控制策略、无功功率控制策略及直流线路保护策略进行了比较深入的研究.所提出的控制保护策略可对双回直流系统进行有效的运行控制和保护,研究成果对实际工程的实施具有重要意义.     

共站同塔双回高压直流输电系统双回控制功能及其仿真

溪洛渡右岸电站送电广东±500kV同塔双回直流输电工程是世界上第一个双回直流共用换流站的直流输电工程。区别于其他类型的直流工程,该直流系统的运行既要适应单回独立运行方式,又要适应双回协调运行方式。文中分析了该类双回直流工程控制系统的分层结构,并针对其特有的双回控制层的特点,对双回功率控制功能进行了深入的研究。在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,对3种典型运行控制模式进行了仿真分析。仿真结果验证了同塔双回输电系统协调控制的可行性和有效性。     

±500kV同塔双回直流换流站交流滤波器控制研究

溪洛渡右岸送电广东±500 kV同塔双回直流输电工程（简称牛从直流）是世界上首个2回直流落点在同一个换流站的±500 kV同塔双回直流输电工程,其交流滤波器控制与普通直流有不同之处。笔者对牛从直流交流滤波器控制进行了研究,分析了牛从直流调试过程中出现3个问题的原因,给出了牛从直流交流滤波器运行维护的改进措施和一些建议。运行实际表明,这些措施和建议是有效的。     

分层接入下绝对最小滤波器不满足回降功率策略研究

分层接入方式的特高压直流输电工程与常规直流特高压直流输电工程的明显差异之一是前者存在2个交流滤波器场,在绝对最小滤波器不满足功率回降、闭锁换流器等无功功率控制策略方面与常规特高压工程的无功功率控制策略差异较大。为了解决分层接入带来的绝对最小滤波器不满足回降直流功率协调控制问题,对分层侧的各种运行方式下出现绝对最小滤波器不满足回降直流功率的控制策略进行了研究,提出了通过控制模式转换、减少非故障电网被动功率损失量等措施,使得某一交流电网回降功率对另一交流电网影响最小,并在此基础上进行了RTDS仿真验证。仿真结果表明,所提的分层侧绝对最小滤波器不满足回降直流功率的策略可以较好地解决因分层接入带来的绝对滤波器不满足回降直流功率协调控制问题。     

云广与贵广Ⅱ回直流工程共用接地极的过流风险分析与控制

为了节省用地和降低工程造价,云广直流工程与贵广Ⅱ回直流工程在广东省内共用一个接地板.基于直流过负荷逻辑和接地极过流保护分析了共用接地板的过流风险,指出在两回直流同名极同时跳闸且运行极均短时过负荷运行时,将会出现共用接地极电流超过最大耐流值的情况.针对这种过流风险,从调度运行层面上提出调控措施及彻底解决问题的建议.     

银川东换流站直流功率回降原因分析及改进措施

交流滤波器是换流站的重要组成部分,主要作用是滤除交流系统的谐波,为换流器运行提供无功功率。当交流滤波器无法满足直流系统最低需求时,直流输送功率会发生回降甚至闭锁。绝对最小滤波器是无功控制优先级的最高级,其目的为防止投入的交流滤波器因运行应力超过其元件的稳态额定值,造成滤波器过负荷。对银川东换流站因直流站控通信链路阻塞导致连续切除两组 HP24/36型交流滤波器,造成绝对最小滤波器不满足引起功率回降事件进行简述,具体分析了连续切除同类型滤波器的故障原因,通过通信链路传输分析指出直流站控通信链路中存在的问题,综合判断得出绝对最小滤波器不满足的具体原因,并根据现行直流工程无功控制逻辑提出双系统冗余配置和增加通信延时裕度两种改进措施,为直流输电工程的运行稳定提供借鉴参考。     

溪浙特高压直流输电工程交流滤波器投切异常分析及对策

在特高压直流输电工程中,交流滤波器为输电系统提供无功、滤除谐波,保证换流器正常起停、母线电压稳定和良好的电能质量,对于直流输电系统的安全稳定运行作用重大。本文以溪浙工程交流滤波器投切异常为例,分析了投切异常的原因,阐述直流输电工程无功控制滤波器投切策略以及针对投切异常所采取的改进优化措施。现场运行情况表明,优化后的交流滤波器投切正常,系统运行稳定、可靠。     

多母线结构交直流混合微电网协调控制与模式切换策略

对于多母线结构的交直流混合微电网,实现多台变流器之间的协调控制以及不同运行模式的平滑切换是微电网运行控制的重点。文中首先以上虞交直流混合微电网示范工程为背景,详细介绍了该微电网系统的结构设计方案和各变流器设备的运行控制策略;其次,根据母线联络开关的通断状态,设计了4种交直流微电网典型运行模式,并重点阐述了包括计划性和非计划性切换在内的12种模式切换策略及实现逻辑。最后,结合现场实际运行结果对策略进行了验证。试验结果表明,文中所提的协调控制与模式切换策略能够实现系统均流、电压频率恢复和无缝切换等功能,有利于提高运行稳定性和供电可靠性,保证分布式电源的就地消纳。     

含多端柔性互联装置的交直流混合配电网协调控制方法

含柔性互联装置的交直流混合配电网协调控制方法是保证其高效可靠运行需要解决的关键技术之一。文中提出了一种新型的交直流混合配电网的协调控制方法。首先,根据互联装置交流侧运行状态将系统分为了9种不同的运行模式,并依照不同运行模式的控制需求提出了互联装置、储能单元以及光伏发电单元的控制策略。针对下垂控制的直流电压偏差问题,采用直流电压二层控制进行补偿。同时为了避免深度放电,提出了基于荷电状态带有缓冲区的减载算法,能够有效减小直流电压波动,而对于深度充电问题,提出了采用光伏发电单元同时切换至分层直流下垂控制实现直流电压恒定,实现按照容量比例进行均分。最后,通过仿真软件搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提出方法的有效性和可行性。     

交直流混合微电网中电力电子变压器功率控制与模式切换方法

提出电力电子变压器在交直流混合微电网中的功率控制与模式切换方法。在交直流混合微电网的离网模式下,提出剩余功率下垂控制方法实现交直流系统的相互支撑。为实现电力电子变压器不同运行模式下的无缝切换,将不同运行模式融合到1个功能外环中,有效地降低了模式切换时的暂态波动。仿真结果表明,所提功率控制策略既能避免交直流母线的过度耦合,又能为交直流混合微电网提供一定的相互支撑作用;所提模式切换方法在保持稳态性能不变的情况下,显著提高了电力电子变压器的暂态性能。     

共换流站双回直流输电工程直流控制系统优化研究

针对溪洛渡右岸电站送电广东直流工程两回直流共起落点、共换流站、直流线路同塔双回并架的工程特点,从系统运行方式、直流控制系统的结构与功能配置等方面和单回直流工程进行分析、比较,在此基础上,进一步研究了双回直流控制系统的分层结构、功能配置以及系统协调控制的原则、策略等。提出了双回直流工程控制系统的硬件配置方案,最终给出了新增两个双极间协调控制功能,采取备用功能和回间隔离等直流控制系统的优化措施。配置方案和优化措施已在实际工程得到应用。该研究对后续该类工程控制保护系统的设计、施工、运行维护方面具有一定的指导意义。     

交直流混合配电网分布式无功电压互动控制策略

交直流混合配电网的无功电压控制是保证其高效可靠运行的关键。为此,提出一种基于有限时间控制的分布式无功电压互动控制策略,在无集中控制器的架构下实现交流子网与直流子网间的无功电压互动支撑。该方法构建了分布式去中心化协同控制架构,利用有限时间控制实现多逆变器间的分布式一致性协同,同时保障无功功率增量的精确均分,避免多个下垂控制逆变器间的无功环流问题,进一步提高电压质量。相对于传统的一致性策略,所提出的策略收敛速度更快,且可适应系统各种扰动。为了验证该控制策略的控制效果,在PSCAD/EMTDC中建立了交直流混合配电网仿真模型,在多种工况下验证了系统分布式互动支撑及无功均分策略的有效性和适应性。     

基于储能稳压的交直流混合电能路由器协调控制策略

将交/直/交级联变换器、直流变换器、储能及其变换器通过公共直流母线组合,构成含两个交流端口、三个直流端口的电能路由器拓扑结构。分析典型运行模式并提出储能稳压的交直流混合电能路由器虚拟同步机协调控制策略:在交流单/双端并网模式下,通过储能稳定直流电压,两端交/直、直/交变换器通过虚拟同步机功率外环控制功率流向及大小;在交流双端离网模式下,通过储能稳定直流电压的同时,配合分布式电源为交直流负荷供电。所提策略无需模式切换,降低了控制复杂性,可实现电能路由器各模式下直流电压稳定、就地消纳分布式发电,保证交直流负荷持续稳定供电,还可实现双端并网时电网馈线间的柔性互联、电网故障时潮流转供以及双端离网下的自稳定运行,有效提高了低压配电网的供电可靠性。最后,通过仿真和实验验证了所提协调控制策略的正确性和有效性。     

基于电力电子变压器的交直流混合微电网运行模式自适应切换策略

针对交直流混合微电网发生故障时运行模式切换不及时的实际问题,提出了一种基于电力电子变压器的交直流混合微电网运行模式自适应切换策略。以北京崇礼低碳冬奥智能电网综合示范工程为背景,详细介绍了双端供电的交直流混合微电网系统设计方案和各类变流器的控制方法,在此基础上重点设计了6种典型运行模式,利用三元式阐述了各运行模式的稳态判据,并提出了一种基于弱通信的运行模式自适应切换策略。仿真结果表明,所提运行模式自适应切换策略可自行按照预设的切换逻辑在故障条件下及时切换到合适的运行模式,保证了微电网的供电可靠性。     

Modelling and Coordinated Control of Grid Connected Photovoltaic, Wind Turbine Driven PMSG, and Energy Storage Device for a Hybrid DC/AC Microgrid

In a DC/AC microgrid system, the issues of DC bus voltage regulation and power sharing have been the subject of a significant amount of research. Integration of renewable energy into the grid involves multiple converters and these are vulnerable to perturbations caused by transient events. To enhance the flexibility and controllability of the grid connected converter (GCC), this paper proposes a common DC bus voltage maintenance and power sharing control strategy of a GCC for a DC/AC microgrid. A maximum power point tracking algorithm is employed to enhance the power delivered by the wind turbine and photovoltaic module. The proposed control strategy consists of primary and secondary aspects. In the primary layer control, the DC bus voltage is regulated by the GCC. In the secondary layer, the DC bus voltage is maintained by the energy storage device. This ensures reliable power for local loads during grid failures, while power injection to the grid is controlled by an energy management algorithm followed by reference generation of inductor current in the GCC. The proposed control strategy operates in different modes of DC voltage regulation, power injection to the grid and a hybrid operating mode. It provides wide flexible control and ensures the reliable operation of the microgrid. The proposed and conventional techniques are compared for a 15.8 kW DC/AC microgrid system using the MATLAB/Simulink environment. The simulation results demonstrate the transient behaviour of the system in different operating conditions. The proposed control technique is twice as fast in its transient response and produces less oscillation than the conventional system.     

A novel control strategy based on a look-up table for optimal operation of MTDC systems in post-contingency conditions

Multi terminal VSC-HVDC systems are a promising solution to the problem of connecting offshore wind farms to AC grids. Optimal power sharing and appropriate control of DC-link voltages are essential and must be maintained during the operation of VSC-MTDC systems, particularly in post-contingency conditions. The traditional droop control methods cannot satisfy these requirements, and accordingly, this paper proposes a novel centralized control strategy based on a look-up table to ensure optimal power sharing and minimum DC voltage deviation immediately during post-contingency conditions by considering converter limits. It also reduces destructive effects (e.g., frequency deviation) on onshore AC grids and guarantees the stable operation of the entire MTDC system. The proposed look-up table is an array of data that relates operating conditions to optimal droop coefficients and is determined according to N-1 contingency analysis and a linearized system model. Stability constraints and contingencies such as wind power changes, converter outage, and DC line disconnection are considered in its formation procedure. Simulations performed on a 4-terminal VSC-MTDC system in the MATLAB-Simulink environment validate the effectiveness and superiority of the proposed control strategy.     

光伏直流升压场站并网整体协同低电压穿越控制策略

光伏直流升压汇集场站中,光伏列阵经DC/DC升压后汇集,再由DC/AC换流站逆变后接入交流电网。对于多个光伏直流升压场站并网系统,并网DC/AC换流站输出无功电流大小受自身容量与端口电压跌落程度影响,在协调机制不明确情况下,无功整定困难,靠近故障的场站存在脱网风险。为此,在分析各DC/AC换流站无功出力对端口电压影响的基础上,提出了光伏直流升压场站并网系统整体协同低电压穿越控制策略。进入低穿后,DC/AC换流站检测本地端口电压,立即向电网注入无功进行支撑;总控站利用通信获知各换流站的端口电压,进而协调各换流站的无功电流输出额度。同时,在分工况细化协调机制的基础上,对DC/AC换流站无功电流输出进行通用化整定。仿真结果表明,所提控制策略在交流电网发生故障时,能有效协调各DC/AC换流站进行无功补偿,提高系统整体低电压穿越能力。