特高压直流输电系统可靠性评估方法

特高压直流输电系统多采用每极两组12脉动换流器接线方式,为对采用此类接线方式直流输电系统的可靠性进行评估,本文根据特高压直流输电系统实际运行情况,采用状态空间法提出一种定量计算特高压直流输电系统可靠性的评估方法。该方法充分考虑到特高压直流系统接线方式和运行特点,可以较为准确地反映系统实际运行情况,为特高压直流输电工程建设及可靠性管理提供参考依据。     

高压直流输电系统单双12脉接线可靠性对比研究

现代高压直流输电系统一般采用双极双桥的单12脉或双12脉接线方式.从接线方式、运行容量状态和等效模型三个方面对这两种接线方式进行了对比研究,并应用马尔科夫(Markov)过程和频率与持续时间法(FD法)对它们进行了可靠性量化评估分析,计算结果表明双12脉接线相对单12脉接线在系统运行效率和可靠性水平上有较大提高.同时进行了元件参数对系统可靠性影响的灵敏度分析研究,透过灵敏度指标可以深刻揭示影响系统可靠性的主要因素,为有效发现系统薄弱环节和提高系统的运行管理水平提供重要的参考信息和决策依据.     

高压直流输电系统单双12脉接线可靠性对比研究

现代高压直流输电系统一般采用双极双桥的单12脉或双12脉接线方式。从接线方式、运行容量状态和等效模型三个方面对这两种接线方式进行了对比研究,并应用马尔科夫（Markov）过程和频率与持续时间法（FD法）对它们进行了可靠性量化评估分析,计算结果表明双12脉接线相对单12脉接线在系统运行效率和可靠性水平上有较大提高。同时进行了元件参数对系统可靠性影响的灵敏度分析研究,透过灵敏度指标可以深刻揭示影响系统可靠性的主要因素,为有效发现系统薄弱环节和提高系统的运行管理水平提供重要的参考信息和决策依据。     

昆柳龙混合直流工程送端换流站电气主接线可靠性分析

为准确评估中国昆柳龙混合直流工程送端换流站电气主接线的可靠性,建立了昆北换流站电气主接线中静态元件、动态元件和附属元件的等效二状态模型.以减少计算复杂度为目的,针对元件的故障后果及位置将送端换流站进行了分区简化.将GO法与模糊动态贝叶斯网络相结合建立了系统的可靠性模型.所构建的模型能直观反映系统可靠性的时序变化过程,并可利用后验概率进行电气主接线的脆弱性分析.仿真结果的分析证明了所提模型和方法的可行性与有效性.     

基于马尔可夫状态空间图法的换流变系统可靠性评估

换流变压器可靠性对整个高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电系统可靠性的影响非常大,因而有必要加强对换流变系统的可靠性评估.提出了单12脉波接线的换流变系统状态间转移率(故障率、修复率和安装率)的确定方法,采用等值元件组模型建立了不计和计及备用换流变时的换流变子系统的马尔可夫状...     

UHVDC系统可靠性分层等值与灵敏度分解

为了量化特高压直流(UHVDC)系统可靠性及其参数灵敏度,提出了可靠性分层等值模型和改进频率和持续时间(FD)算法。基于UHVDC系统结构和运行特点,计及多容量水平、换流变压器接线形式和单端整体备用模式,将其划分若干个子系统,分别建立状态空间,逐层向上等值,得到整个系统状态空间。传统FD法需人工查找和计算等值转移频率后才可计算出等值转移率,易出错且计算量随着状态空间维数增加。基于矩阵描述的改进FD算法,可直接建立等值前后转移率矩阵关系,以及系统可靠性指标对底层元件可靠性参数的灵敏度分解关系。算例分析结果表明,所提模型和算法能够定量评估UHVDC系统可靠性,明确了影响UHVDC可靠性的关键参数和薄弱环节,证实了方法的可行性与有效性。     

±800 kV柔直换流站电气系统可靠性分析

对电气元件等效二状态模型进行优化,提出了计及计划检修状态的元件等效三状态模型,使之符合柔性直流输电系统实际运行情况。以广东龙门换流站为例,通过等效三状态模型计算柔直换流站电气主接线中各元件的可靠性参数,使用分区简化方法计算各分区的可靠性参数。在此基础上,利用目标导向(GO)法和动态贝叶斯网络相结合的方法建立了电气主接线的可靠性模型,求解柔直换流站可用度、不可用度以及计划检修概率的时变曲线,验证了所提模型和方法对柔性换流站电气主接线可靠性评估的可行性与有效性。     

特高压直流输电系统的简化可靠性模型及其应用

可靠性是直流输电系统的重要性能参数,它主要取决于系统的电路拓扑结构和直流输电设备的可靠性。为提高特高压直流输电系统的可靠性,开展如下研究工作:通过状态合并方法,将特高压直流输电系统的运行状态简化为"运行(包括部分运行)"和"双极停运"两种状态,以简化系统的可靠性模型;基于Monte Carlo方法对特高压直流输电系统的可靠性进行定量评估;基于灵敏度分析方法,找出影响特高压直流输电系统可靠度的主要因素;基于各直流输电子系统可靠性指标提高单位百分点需要付出不同经济代价的假设,定量分配各直流输电子系统的可靠性指标,从而使整个直流输电系统因可靠性提高而付出的额外经济代价最小。经过分析可知,简化系统可靠性模型的计算误差是可接受的,满足工程应用需求。     

±800 kV柔直换流站电气系统可靠性分析

对电气元件等效二状态模型进行优化，提出了计及计划检修状态的元件等效三状态模型，使之符合柔性直流输电系统实际运行情况。以广东龙门换流站为例，通过等效三状态模型计算柔直换流站电气主接线中各元件的可靠性参数，使用分区简化方法计算各分区的可靠性参数。在此基础上，利用目标导向(GO)法和动态贝叶斯网络相结合的方法建立了电气主接线的可靠性模型，求解柔直换流站可用度、不可用度以及计划检修概率的时变曲线，验证了所提模型和方法对柔性换流站电气主接线可靠性评估的可行性与有效性。     

±800 kV特高压换流站可靠性评估

在超高压直流输电(EHVDC)已具备成熟技术基础上,进一步发展特高压直流输电,虽然可节省线路走廊,提高整个电力行业技术水平,但由于输送容量大,可靠性问题也愈显重要。一方面通过定性和定量对几种主要的接线进行分析,推荐出可靠性较高的接线,为特高压直流输电系统方案论证和系统设计提供了借鉴;另一方面,分析总结了已建±500kV换流站中各种典型故障原因及改善薄弱环节的措施,根据特高压直流输电工程特点,提出了提高特高压直流输电系统可靠性的措施,从而为新建特高压直流输电系统设计、运行和管理提供借鉴。     

多换流器并联特高压直流系统控制策略及仿真

并联高压直流输电系统是多端直流系统的一种特殊方式,并联扩建方案经济性好、运行灵活方便。利用实时数字仿真器(RTDS)建立了±800kV双换流器并联、10GW双极直流输电仿真模型。直流控制保护模型采用所开发的直流输电控制保护样机,与RTDS构成实时闭环仿真试验环境。控制策略采用电流裕度控制,整流侧两个换流器均定电流,逆变侧一个换流器定电压,另一个换流器定电流。控制系统架构按双极/极控制层,换流器层控制进行设置。换流器层控制实现两个换流器的触发控制,双极/极控制层产生电流和电压参考值指令,经分配后,发送至换流器层控制。利用该仿真系统对双换流器并联的直流输电系统启停、稳态运行工况、换流器在线投退、功率分配策略等进行仿真研究,结果表明所提出的控制策略和开发的控制保护样机可以满足双换流器并联的高压直流输电要求。     

特高压直流输电设备设计综述

高压直流输电已发展成为成熟的技术,典型的电压等级为士500kv。在中国正在运行的几个直流系统中,单条直流系统完整双极的输送容量已达3GW。同时,还有几个电压等级为800kv的UHVDC系统正在建设中,并计划从2009年中期开始陆续投入商业营运。在±800kV直流运行电压基础上,随着通电流能力的不断增加,直流系统的输电能力将会达到双极7．2GW的输送容量。电力技术的长足进步,有赖于强有力的HVDC换流站设备设计的研发工作和长期以来积累的设备制造经验。文章总结了设备设计技术攻关方面的难点,并介绍了UHVDC换流站设备技术的现实情况。     

高压直流输电工程可靠性指标统计分析

通过国外1998年-2002年和国内2001年-2005年高压直流输电工程运行可靠性统计资料的分析比较,归纳出影响其可靠性水平的主要因素及其变化趋势.利用这些结果,结合国外高压直流输电工程运行资料,对单12脉接线方式和双12脉接线方式直流输电系统的可靠性进行了综合分析,为高压直流输电系统可靠性的研究、运行管理提供一定的参考信息和决策依据.     

高压直流输电技术现状及发展前景

为满足国内直流输电工程的建设需要,紧跟直流输电设备制造水平的前沿技术,对直流输电技术发展的最新成果进行了总结。总结了特高压直流运行方式的特点,指出将电流自然换相技术与柔性直流技术相结合构成多端直流输电技术是未来直流输电技术的发展方向;介绍了多换流站共用接地极技术、换相直流输电技术、大功率半导体器件及换流变压器的应用现状;分析了3种光电式电流互感器的特点;总结了直流输电控制保护系统的发展现状;最后结合生产实际,阐述了跨区电网运行中采用区域直流集控技术的优势。     

HVDC transmission system using multilevel power converters based on dual three-phase two-level inverters

Multilevel converters are now an attractive solution for high-voltage direct-current (HVDC) electrical energy transmission systems. Unlike the well-known two-level voltage source converters, multilevel converters use 3 or more voltage levels or steps per leg to modulate the ac voltages, decreasing voltage distortion and reducing electromagnetic interference. This work presents a HVDC transmission system based on a new multilevel structure using a dual two-level converter topology. This structure attains multilevel operation and advantages using two well known three-phase voltage source two-level inverters connected to one three-phase open windings transformer. The proposed dual converter structure has two independent dc links allowing each inverter to process half of the total power. This arrangement is fitted with a control system designed to control the active and reactive power towards their specific set point values, while balancing the voltages of the two dc link capacitors in real time. Obtained results show the effectiveness of the proposed HVDC transmission system.     

特高压直流输电工程系统调试研究

简述了±800 kV特高压直流输电工程系统调试的主要技术内容和系统调试大纲。分析研究了±800 kV特高压直流输电工程系统调试前期准备工作内容;借鉴±500 kV直流工程系统调试的经验,对调试系统安全稳定进行初步分析,对直流系统电磁暂态过电压计算分析内容以及模拟仿真试验内容进行了阐述分析。根据上述分析结果和±800 kV特高压直流工程特点,首次在国内制定了目前直流电压等级最高的±800 kV直流输电工程系统调试方案内容。系统调试方案可以分为3个方案,第1为单换流器系统调试方案,第2为单极系统调试方案,第3为双极系统调试方案,并对系统调试试验项目的主要内容进行了分析和探讨。     

考虑两端换流器影响的直流输电系统谐波不稳定风险评估

在高压直流输电系统中,当直流系统与弱交流系统相连时,会存在谐波不稳定风险。针对单极12脉动换流器,基于换流器开关函数调制理论,提出在换流变压器铁芯饱和情况下,考虑两端换流器影响的高压直流输电系统谐波不稳定风险评估方法。该评估方法计及了换流器换相过程的换相角、两端交流系统与直流系统间的相互影响。在计算直流系统等值谐波阻抗时,计及了两端换流器的换相阻抗。建立验证模型,在不同的网络参数下利用已有判据和所提判据分别进行判断,并都与时域仿真结果相对比,对比结果验证了所提评估方法的准确性与优越性。仿真结果进一步表明,系统谐波阻抗值、换相角、铁芯饱和程度等均会对系统的谐波不稳定造成影响。     

Sequence impedance and equivalent circuit of HVDC systems

This paper considers the sequence impedance and equivalent circuit of an HVDC converter and system. The results can be used in the steady state analysis of power systems containing HVDC terminals with systems operating under balanced or unbalanced conditions. The effects of commutation overlap are considered. The method described provides a simple model for steady state studies for power systems containing converters and HVDC links     

±500kV贵广直流输电系统空载加压试验分析

超高压直流输电系统由于其输送容量大、距离长、损耗小,输电线路只需正负两极线路,杆塔结构简单,占地面积小等优点,目前在中国已经得到越来越广泛的应用。笔者从空载加压试验的一般规定及接线方式开始,阐述了直流输电的换流原理及开路电压计算公式的推导。针对±500 kV贵广直流输电系统双极空载加压试验,比较分析极1和极2的试验数据后,得出结论,极1与极2的直流输电线路在长时间运行后存在一定的不对称性,极1与极2的控制方式影响触发角。