三峡直流工程直流谐波规范及滤波器型式要求

三峡电力外送规划中,拟采用两采５００ｋＶ直流输电线与华东联网,其输电距离、线路电压等级及走向均与葛南直流输电大体相同,对谐波干扰的控制而言,应有连贯性。星葛南直流工程投产后发生直流谐波严重超标,为使三峡直流工程中避免类似情况出现,根据葛南工程经验和目前直流工程发展趋势,提出了三峡直流谐波的控制范围及滤波器选择时应注意的问题。     

取消直流滤波器对±800kV直流输电系统谐波水平的影响

在我国通信网络的综合屏蔽能力较以前有了大幅度提高的情况下,研究了取消直流滤波器对±800 kV直流输电系统谐波水平的影响。以已经投运的向家坝—上海和锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程为例,重点研究了取消直流滤波器对±800 kV特高压直流输电系统等效干扰电流、直流侧谐振以及换流站设备中谐波水平的影响。研究结果对后续的±800 kV特高压直流输电工程直流滤波器设计具有一定的参考作用。     

基于谐波阻抗的单调谐滤波器在线监测及失谐辨识

本文提出了一种通过计算谐波阻抗实现单调谐滤波器元件参数的在线监测方法,将实时测量得到的滤波器电压和电流通过傅里叶分解,进而求得滤波器的各次谐波阻抗,结合滤波器的结构计算得到该滤波器各元件的实时参数,实现滤波器元件参数在线监测的目的。该方法无需对现有滤波器进行任何改造、计算简单、实现方便。扩展了现场电压/电流互感器的功能,并可及时准确确定滤波器的失谐元件。通过PSCAD仿真验证了所提出方法的正确性和有效性。     

青藏直流联网工程直流谐波保护研究

介绍了青藏直流联网工程试运行期间发生的两次直流闭锁故障,分析了事故原因,并说明了相应的直流谐波保护修改措施。在此基础上介绍了换流器直流侧低次非特征谐波产生的机理以及直流谐波保护的逻辑原理。通过PSCAD/EMTDC软件对各类可能在直流线路中产生低次谐波的故障进行仿真,明确了各类故障在直流线路上产生谐波的次数以及含有率。最后提出:在原有谐波保护改进的基础上,令青藏直流新增的150Hz谐波保护,作为阀短路保护的后备保护。仿真证明此措施提高了工程的稳定性,也拓展了150Hz保护这一新型保护的适用范围。     

基于谐波电流变化率的高压直流输电系统直流侧滤波器参数的在线辨识

提出了一种新颖的高压直流侧滤波器失谐元件的在线辨识方法。该方法通过测量流过滤波器各个支路的电流并进行谐波分析,通过判断不同次数谐波电流的变化率辨识出具体的失谐元件。给出了该方法的原理和具体实现过程,推导了不同元件的失谐度与谐波电流变化率的理论表达式,以此为基础分别提出滤波器失谐、滤波器串联和并联部分失谐元件及失谐程度的判据。通过对单调谐和双调谐滤波器的仿真计算,验证了所提出方法和判据的正确性和有效性。该方法仅需对原有滤波器进行简单改造即可实现,扩展了滤波器的功能。可实现直流滤波器失谐元件的在线准确、快速辨识,具有较好的实用价值。     

高压直流输电系统混合直流滤波器性能研究

由于技术经济的原因,在高压直流输电系统中采用有源滤波器和无源滤波器构成的混合直流滤波器是未来的发展方向。首先探讨了混合直流滤波器的一种实用原理接线,即有源电力滤波器串接在原先并联的无源滤 波器下方的方式,并在此基础上分析它的谐波等效电路,以幅频特性为指标分析其稳态滤波特性,对控制方法提出了改进,最后对该混合直流滤波器的稳定性作了理论分析。结果表明,有源滤波器的装设有效地改进了滤波效果,而且也提高了系统的稳定性。     

直流滤波器保护配置及典型故障分析

直流滤波器作为换流站中的重要设备,是抑制高压直流输电系统直流侧谐波最有效的手段。直流滤波器运行工况较为复杂,导致的直流闭锁事故较多,因此为其配置完善、可靠的保护对整个直流输电系统极为重要。介绍胶东换流站直流滤波器保护配置和原理,针对直流滤波器差动保护、不平衡保护及过负荷保护进行重点分析。结合系统内发生的直流滤波器保护动作事件,对故障类型及处理过程进行介绍,为今后直流工程直流滤波器的设计配置与故障处理提供参考。     

高压直流输电线路入口端谐波阻抗特性研究

空充变压器时直流线路沿线的50 Hz谐波分量分布与直流线路入口端谐波阻抗有关。针对直流线路入口端谐波阻抗特性展开详细研究。分析了不同直流运行方式下的直流线路入口端谐波阻抗,定性对比其大小关系。研究了直流线路入口端谐波阻抗的解析等值模型,并基于实际直流系统仿真模型,分别通过解析等值法和测试信号法对不同运行方式下的直流线路入口端谐波阻抗进行计算,验证该解析等值模型的准确性。进一步地,根据计算结果分析直流运行方式对直流线路入口端谐波阻抗大小的影响,所得结论与前文定性分析一致。改变换流器模型中换流变套管杂散电容的大小,研究杂散电容对直流线路入口端谐波阻抗的影响,实现了解析等值模型的简化。     

高压直流输电系统中交流滤波器连线保护

高压直流输电系统具有存在谐波、孤岛运行、过电压及TA饱和等特点,交流滤波器连线保护需要充分考虑这些特点带来的影响,才能起到既全面又有效的保护作用。基于上述特点,提出一种新的交流滤波器连线保护方案,方案中考虑了TA饱和的差动保护和计及谐波、交流过电压、断路器分断能力及孤岛运行的过电压保护等。该方案已成功运用于国内多个高压及特高压直流工程中。运行情况表明其保护效果良好。     

一种新型的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量方法

准确有效地进行高压直流输电系统交流侧谐波电压测量是掌握直流输电系统实时运行状况,研究分析交流滤波器设计正确性、有效性的重要前提和依据,该文提出一种新颖的高压直流输电系统交流侧谐波电压的测量方法,以解决目前缺乏高性价比高压谐波电压测量手段的问题。该方法测量流过交流侧滤波器各支路的电流,根据对电流的谐波分析结果,结合滤波器的元件参数或已知的阻抗?频率特性,即可简单方便地计算得到交流侧的谐波电压。该方法仅需在传统交流滤波器的基础上进行简单改造即可实现,测量电压谐波精度高,扩展了交流滤波器的功能。给出该方案的原理和谐波电压的计算方法,对利用不同滤波器进行谐波电压测量的性能进行比较,研究滤波器参数变化和电流传感器测量精度对谐波电压测量结果的影响。通过仿真计算验证所提出方法的正确性和有效性。     

一起换流站直流避雷器击穿的原因分析

针对银川东换流站直流滤波器避雷器击穿故障,根据实测数据与仿真结果对差动保护动作过程进行分析,找出故障原因。分析结果表明:直流滤波器高压避雷器不能满足技术协议对最小特性的要求是造成故障的主要原因;应结合实际使用的保护策略确定直流输电工程设备的绝缘水平,并将其控制在合理的范围内。     

基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法

针对目前特高压直流输电系统接地极线路保护存在死区的问题,提出了一种基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法。在不同故障工况下推导了接地极线路的谐波测量阻抗表达式,利用阻抗表达式分析了正常运行工况与故障工况下谐波测量阻抗的偏差特性。在此基础上,提出了基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路故障保护判据。利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,仿真结果表明,所提保护方法较传统保护方法可有效检测到接地极线路发生的各种故障,耐受过渡电阻能力强,且不存在保护死区。     

基于谐波阻抗矩阵约束的系统侧谐波阻抗估计方法

谐波阻抗是谐波治理和谐波责任划分的重要参数,针对背景谐波波动的随机性,考虑基于诺顿等效电路方程的固有特点,提出一种基于谐波阻抗矩阵约束的谐波阻抗估计方法.针对复值信号在复数独立分量分析法的求解过程中存在的相角偏移问题,将谐波阻抗矩阵的结构加入复数独立分量分析的迭代过程中对其分离矩阵进行约束.分别基于符号判别法和比例缩放...     

交直流系统互补谐振谐波不稳定的抑制措施

针对LCC-HVDC输电系统谐波不稳定问题,特别是由互补谐振引发的谐波不稳定现象,基于换流器开关函数调制理论,建立了交流系统阻抗、交流侧滤波器、换流变压器的谐波阻抗模型,分析了交流侧发电机台数和滤波器组数对系统谐振点的影响,进一步提出通过改变系统运行方式来破坏谐振点的谐波不稳定抑制措施。在EMTDC仿真平台上以CIGRE标准第一直流模型为例,对所提出的抑制措施进行仿真验证,仿真结果验证了所提措施的正确性和有效性。     

基于CMAC和PID的HVDC系统直流有源滤波器的复合控制研究

高压直流系统直流侧有源滤波器的控制器设计直接影响其谐波抑制效果而常规的有源滤波器的控制器难以实现复杂动态环境下的非线性实时控制。因此,提出了一种新的控制策略——小脑模型神经网络(Cerebella Model Articulation Controller,CMAC)和PID的复合控制策略。该控制策略能够实现时被控对象的逆动态模型,同时保证系统能有效地抑制扰动,具有足够的稳定性。Simulink仿真结果证实了文章所提出的控制策略是可行的。     

基于测量阻抗电阻分量符号的“网孔型”柔直电网线路纵联保护

对于限流电抗器装设于换流站出口的“网孔型”柔性直流电网而言,线路之间无边界存在,基于边界效应的保护不再适用。同时,传统的差动类保护存在延迟长和严格通信同步的问题。为此,提出一种基于测量阻抗电阻分量符号的纵联保护方案。通过对“网孔型”直流电网的Peterson等效电路进行分析发现,当发生区内故障时,线路两端的测量阻抗电阻分量符号相同,而当发生区外故障时,二者符号相反。根据这一特征,利用连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)提取测量阻抗的实部并构造保护判据。理论分析和仿真结果表明所提保护方案能够可靠、快速地识别各种类型的直流线路故障,具备耐高阻和强噪声的能力,且无需双端数据的严格同步。     

基于三脉波模型的高压直流输电系统直流侧谐波分析及滤波方案设计

对许多高压直流输电工程直流侧谐波的现场测试发现,现场测试的结果与采用传统的六脉波模型计算出的直流侧谐波有很大的差异。因而该文介绍了一种新的模型———三脉波模型,用于分析高压直流输电系统直流侧的谐波。采用三脉波模型分析而得的直流侧的谐波特性完全符合现场测试的结果。该文分析了该三脉波模型的特性,同时给出了基于三脉波模型的直流侧的滤波方案设计。     

用于直流输电系统谐波精确分析的扩展Prony算法

介绍了一种更精确的,适用于直流输电系统谐波分析的扩展Prony算法,该算法应用指数方程线性组合估算信号,给出了其在直流谐波分析上的应用。同时,基于PSCAD平台,利用其自定义模型功能构造了采用扩展Prony算法的谐波分析元件,通过对直流系统谐波仿真测试并与PSCAD自带傅里叶算法对比,证明了该方法的有效性和精确性。     

高压直流输电系统直流谐波阻抗的解析计算及谐振分析研究

研究了常规高压直流输电系统直流回路谐波谐振问题。采用解析计算的方法,对典型高压直流输电系统的直流回路谐波阻抗进行数学建模。基于状态空间模型得到了直流谐波阻抗的解析表达式,形成了直流回路阻抗频谱,并通过PSCAD软件对所提模型进行了验证。分析了系统各环节参数与直流谐波阻抗的耦合关系。提出了采用调整控制参数实现直流回路谐振宽频抑制的方法,并通过电磁暂态仿真对所提方法进行了验证。结果表明,所提方法可有效提升高压直流系统的直流谐振抑制能力和安全稳定运行水平。