高压直流换流站内融冰装置的交流滤波系统设计

直流融冰装置是冰期保证电网安全稳定运行必不可少的设备。本文重点针对高压直流输电系统换流站内融冰装置设计的特殊场景,研究了融冰装置对融冰交流母线电能质量、直流换流站交流母线电能质量、换流站交流滤波器设备的影响,提出了换流站内融冰装置的交流滤波系统的设计原则和方法,并通过设计实例和仿真验证了所提出方法的有效性。本文提出的方法能够有效降低融冰装置对直流换流站的电能质量和设备的影响,保证高压直流输电系统和融冰装置的安全稳定运行。     

直流配电电能质量研究综述

直流配电的电能质量研究直接影响到当前直流配电理论技术的发展。首先论述了直流配电系统的配电电压等级和网络结构,然后详细分析了当前直流配电系统中存在的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题。接着重点阐述了迄今为止国内外相关的直流配电电能质量标准,以及适用于直流配电电能质量的评估体系和方法。之后总结归纳了当前国内外对直流配电系统中电能质量问题的治理方案。最后对目前直流配电电能质量的研究方向进行了探讨,为今后直流配电电能质量的研究提供参考。     

输电线路的电能质量能耗模型研究与应用

线损管理工作是电网公司的重点工作之一,而随着电能质量问题的日益突出,有必要研究电能质量问题对输电线路造成的额外耗损。文章定量对典型电能质量问题对输电线路的损耗影响进行分析,并建立输电线路的电能质量能耗模型,通过MATLAB进行建模仿真。该模型应用于某试点的输电线路中,为电网公司的线损管理工作提供一个新的角度。     

基于柔性直流输电技术的偏远地区供电能力研究

针对内蒙古自治区阿拉善额济纳地区电网与主网架联系薄弱,远距离输电电能质量和可靠性难以保证的问题,提出柔性直流输电方案。介绍了柔性直流输电技术特点与工作原理。通过PSS/E建模计算,验证了偏远地区采用柔性直流输电方案在电压控制、经济性和灵活性等方面比传统500kV供电方案更具优势。     

直流微网电能质量问题探讨

直流微网是微网的一种高效组网形式。首先介绍与分析了直流微网的发展背景、示范工程现状、拓扑结构与典型特点,然后分别就直流微网并网点、配电节点与用户负荷母线典型电能质量问题进行了总结与阐述。借鉴交流系统电能质量问题的研究经验,概括了直流微网电能质量研究的3个核心问题,主要包括电能质量现象挖掘与分析、电能质量评估及控制,并对后两部分内容进行了深入探讨,提出了直流微网电能质量标准化工作的内容框架,旨在引起读者的思考与讨论。     

一种基于电压源型多端直流输电的供电系统

针对目前单个电压源型FACTS装置只能抑制和消除某一种特定的电能质量问题,提出了一种能综合控制电能质量的新供电方案,其核心是将电压源型多端直流输电系统应用于向重要负荷供电的方案设计。介绍了该供电方案的系统结构,并设计了相关的控制器。一电压源型五端供电系统在几种典型异常运行工况下对重要负荷供电影响的数字仿真表明,电压源型多端直流输电系统是实现电能质量综合控制的有效供电方案。     

特高压直流换流阀电抗器端子发热问题探析

在电力的传输过程中,传输距离越长,电能损耗越大,对于这个问题,可以通过提高电压的方式进行解决,高压乃至特高压输电技术也因此得到了发展。就目前而言,高压直流输电中的直流电流已经达到了5 000 A,在提高输电效率、减少电能损耗的同时,也使得一些核心通流器件的设计裕度越来越小,偶尔还会出现换流阀电抗器端子过热的问题,影响输电安全。对特高压直流换流阀电抗器端子的发热问题进行深入探究,提出相应的解决策略。     

基于SVM的直流电能质量扰动分类算法

近年来分布式能源发电的规模逐渐扩大,更具优势的直流供电技术也随之飞速发展,未来电网的主要模式将大概率趋向交流电网和直流电网混联的电网结构.其中交流电能质量问题已逐渐成熟,而相应的直流部分仍有待研究.对直流电能质量扰动波形进行有效区分与准确辨识,是研究直流电能质量必不可少的环节.直流电能质量扰动波形分类算法研究对直流配电...     

直流配电网电能质量研究综述

直流配电网供电容量大、可靠性高、可控性强,已成为电力系统重要的发展方向之一。电能质量是直流配电网规划设计与运行控制的关键问题。文中探讨了直流配电网电能质量的特征,阐述了电能质量事件的产生机理、影响及评价指标;分析了直流配电网电能质量扰动传递特性,并在此基础上梳理了电能质量扰动定位的一般方法和框架,讨论了适用于直流配电网电能质量扰动定位的方法;综述了直流配电网电能质量控制的研究现状,归纳了不平衡电压、电压偏差、电压波动和谐波的控制方法。最后,从直流配电网电能质量指标定义及其关联性、多级直流配电网扰动溯源的复杂性、直流电能质量动态分区治理的混杂性等方面对直流配电网电能质量未来研究趋势进行了探讨。     

不同电压等级直流输电的适用性研究

各电压等级直流输电系统的经济输电适用范围,包括输送距离和输送容量,对于实际直流输电工程中电压等级的选择具有指导作用。从投资成本、维护成本、损耗费用和输电走廊土地贬值费用这4个方面建立了直流输电系统的经济性模型,并运用现金流折现模型计算直流输电工程的综合费用。以输电距离1 000 km、输电功率5 000 MW具体输电场景为例,计算了各电压等级直流工程的综合费用,并拓展到任意输电场景,得到了各电压等级直流输电系统经济输电适用范围。最后对影响经济输电适用范围的部分参数进行了灵敏度分析。研究表明：随着输电功率和输电距离的增加,总体上高电压等级的直流输电方式更为经济;电能成本和年等效损耗时间对直流系统经济输电适用范围影响较大。     

三峡—华东HVDC辅助频率控制的动模试验

通过大规模动模试验分析了三峡一华东高压直流(HVDC)输电系统加装辅助频率控制器后的动态特性。试验结果表明，加装了辅助频率控制器的HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时，实现两侧系统之间功率的相互紧急支援，可显著改善两侧交流系统频率，并能在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移，经济效益显著。通过试验也初步揭示了HVDC辅助功率调制对交流系统稳定性以及对HVDC系统自身稳定性的影响，为设计综合性能良好的辅助控制器提供了具有较高参考价值的试验数据。     

直流系统无功动态特性及其对受端电网暂态电压稳定的影响

对交流系统大扰动后的直流系统无功动态特性进行了深入的分析,提出了直流系统无功源-荷转换的新观点。从动态无功平衡的角度分析了直流系统无功源-荷转换对受端电网暂态电压稳定的影响机理和途径,并提出了定量刻画临界暂态电压稳定时直流系统无功动态特性的解析方法。在此基础上,综合考虑直流系统无功源-荷转换特性、无功网络传递特性和直流落点电压支撑强度,构建了一种用于评估直流系统对受端电网暂态电压稳定影响的解析指标。与临界切除时间变化量指标所得结果相比,南方电网的相关仿真结果验证了所提指标的有效性和实用性。     

高压直流建模研究的相关问题

总结了电力系统稳定性分析中高压直流输电系统的一般性建模方法;讨论了直流模型的分类及模型的适用性;分析了常用商用电力系统分析软件中的直流模型,建议开发商适当增加内置直流模型与用户自定义模块间的接口,以拓展直流模型的适用范围;重点分析了基于采样数据建模方法和动态相量理论对直流换流器准稳模型的改进。认为采样数据建模方法建立了适合于电力系统次同步振荡研究的换流器小信号模型,但不能用于电力系统暂态稳定仿真计算中;动态相量法推导了换流器的大信号模型,但仍不能正确反映换相失败现象和不对称工作条件下高压直流系统的动态行为。认为在大规模交直流电力系统的暂态稳定性研究中,机电-电磁混合仿真思路较有潜力,而其关键问题在于各种扰动下电磁暂态仿真范围的合理确定。     

新型直流输电系统典型扰动暂态响应特性

采用新型换流变压器及其感应滤波技术的直流输电系统在拓扑电路结构上不同于现有任何形式的直流输电联结方式。文中基于CIGRE直流输电标准测试系统模型及其主电路参数,根据新型换流变压器及其感应滤波系统的技术特点,设计了一套与标准测试系统主电路参数相一致的新型直流输电模型测试系统,并对新系统和传统系统在实际工程中所可能遭受到的各种典型扰动及其暂态响应特性进行了详细的仿真计算。仿真结果表明,采用直流输电标准控制模式的新型直流输电系统进一步提升了对直流输送功率的调节裕度,具有较好的暂态稳定性,在遭受各种典型扰动时均能够稳定、充裕地运行。     

A New Damper Scheme to Restrict Torsional Torques on the Turbine Generator Shafts and Blades near a HVDC Link

Due to more various power disturbances occurring in a power system involving a HVDC link, the turbine generator shafts and/or blades are more prone to damage than in general HVAC systems. In this paper, a new mechanical damper scheme based on participation factor approach is proposed to damp torsional torque and prolong the life of turbine mechanism. Two types of torsional damping couplings, inertia damping coupling and elastic damping coupling, are adopted and examined. The optimal type and the optimal location of the damping coupling will be identified and installed to the turbine generator shaft section. The results demonstrate that the best damper may not be installed at the location with the most onerous vibrations but provides satisfactory damping performance on shafts and blades following severe power disturbances in a HVDC link.     

CCC在直流输电系统中的运行特性分析

在串联电容换流装置中CCC与传统的换相换流器相比,有一些优点.当运用高压直流输电技术连接两个大型非同步电力系统时,所连接电网的短路容量与额定直流功率相比可能降低,尤其当系统运行在逆变侧系统为弱交流故障的情况下,这可能导致高压直流系统发生严重的次同步振荡.本文采用暂态仿真软件PSCAD对CCC的运行特性进行了评估.     

现代高压直流输电技术及直流阀技术

在最近20年内高压直流晶闸管阀和高压直流输电技术的发展,使得用高压直流输电更经济、更可靠。越来越多的输电线路使用高压直流进行电力传输。现代的高压直流晶闸管阀以组件式结构、大功率和水冷晶闸管、智能晶闸管控制单元、全面的计算机阀控制和严格的试验为特征。容性换流技术、数字式光纤互感器、有源直流滤波器和连续可调交流滤波器的使用,有效地提高了高压直流输电的质量,产生了更健全的高压直流输电系统。作为新一代高压直流换流器的电压控制型换流器,使得小容量电力传输经济可行。     

含大规模风电的高压直流送端系统多源协同调频策略

针对含大规模风电的高压直流送端系统异步联网情况下频率易越限问题,提出了一种基于预测模型的多源协同调频策略。分析风电渗透率及高压直流外送功率占比对频率调整的影响,对不同扰动下各种调频措施的协调配合进行探讨。在长时间尺度上考虑高压直流输电的区域控制偏差约束,优化设置风电机组和火电机组的旋转备用容量;在短时间尺度上考虑电力电子器件的快速可控性,动态调整风电机组及高压直流输电的协同调频参数,使系统频率运行在合理水平。将预测模型得到的频率偏差根据大小进行分区,对不同区域采用不同的调频策略,保证送端系统的旋转备用容量合理及频率动态响应指标合规。基于PSCAD/EMTDC平台搭建含风电高压直流送端系统模型,仿真结果验证了所提策略的有效性及准确性。     

Multi-task control for VSC–HVDC power and frequency control

A robust control strategy for a VSC–HVDC transmission scheme between two ac networks is presented. The VSC converters at both ends of the dc line are equipped with a multi-task controller that facilitates: power management between the two ac systems, provision of independent reactive power control at the point of common couplings (PCCs) and frequency regulation at the sending-end side. The paper investigate the utilization of VSC–HVDC system to provide frequency regulation to an ac network; this is useful for networks with high penetration of renewables (e.g. wind), and nuclear generation. The proposed control strategies for the VSCs are presented in detail, investigating further the tuning method for the proper operation of the inner controllers. The robustness of the control system is tested under large disturbances. The study is conducted in Matlab/Simulink and results that substantiate the dynamic performance of the VSC–HVDC with the proposed control are thoroughly discussed.     

基于广域量测的交直流混联系统发生扰动后稳态频率预测算法

随着直流输电工程的广泛应用,交直流混联系统已经成为电网的发展趋势。针对含不同类型高压直流的交直流混联系统提出了其发生扰动后的稳态频率快速预测算法。该算法以广域量测系统得到的扰动后瞬间数据为基础,通过联立交流系统的发电机调速器方程、负荷静态模型方程、系统网络方程与不同类型高压直流系统的换流器稳态模型方程、直流网络方程、控制方程,得到了交直流混联系统的稳态频率预测方程。利用牛顿-拉夫逊法对该方程进行求解,可以快速、精确地计算得到电网发生扰动后的稳态频率。对一个典型的22节点交直流混联系统进行仿真分析,结果验证了所提算法的准确性和适用性。