绥中百万千瓦机组改接华北侧高岭近区无功策略优化研究

绥中电厂2台100万k W机组改接至华北电网后,高岭换流站东北侧近区无功储备减少,无功电压调控方案可能影响直流向华北的送电功率,亟需开展无功电压调控方案的适应性和优化研究工作。根据实际电网,开展了目标在于充分发挥无功设备运行能力的控制方案优化研究工作,优化方案经仿真验证能合理安排高岭换流站东北侧近区动态无功储备,提高无功电压安全运行水平,并能提高部分运行方式下东北向华北的直流送电功率。     

高压直流输电系统低功率运行的无功控制策略

当高压直流输电系统低功率运行时,受换流站接入点谐波性能和交流滤波器设备性能限制,投入的交流滤波器提供的无功功率在满足站内无功消耗外可能仍有大量剩余,导致大量剩余无功送入交流系统,使得换流站及附近厂站的电压容易偏高,继而影响到电网的安全稳定运行。文中提出一种充分利用换流器自身无功调节能力的换流站无功控制策略,该策略在有功输送不受影响的前提下,以直流电压为控制量,以换流站无功交换量为反馈量,通过改变直流电压参考值来对换流器的无功消耗进行定量控制,可有效抑制换流站过剩无功对交流系统电压的影响。该无功控制策略解决了现有直流工程中低功率无功优化功能由于开环控制无法对无功功率进行精确控制的问题。PSCAD/EMTDC和实时数字仿真器(RTDS)中的仿真结果验证了该方法的正确性和鲁棒性。     

锦屏—苏州±800kV特高压直流滤波器投切及无功控制策略研究

特高压直流输电无功电压控制不仅要能满足系统运行的基本滤波要求,还要考虑交流电压和无功交换的边界条件。为了研究无功电压控制控制策略的优先级,以锦屏—苏州±800 kV特高压直流输电工程为例,研究了换流站交流滤波器控制定值,详细搭建了各级滤波器投切控制模型,研究了苏州换流站无功控制的优先级以及无功控制模式。结果表明无功控制按照优先级顺序由低到高为绝对最小滤波控制、最高/最低电压控制、最大无功交换控制、最小滤波器控制和无功交换控制/电压控制,给出了减小换相失败发生几率配套无功控制策略的建议。     

调相机与特高压直流换流站交流滤波器的协调控制策略

在特高压直流换流站配置同步调相机可以给交流电网提供动态支撑、提高系统稳定性,但当前调相机与换流站交流滤波器均为单独控制,两者之间缺乏合理的协调配合。针对此问题,考虑调相机与换流站交流滤波器现有的控制策略及特性,提出一种稳态无功功率协调控制策略。于两者控制系统之间实现数据交互,在确保不影响调相机对交流电网动态支撑作用的前提下,直流控制系统调用调相机稳态无功容量的一部分,与换流站交流滤波器配合进行无功功率平衡控制,充分发挥了调相机的无功补偿作用。最后,通过仿真验证了该策略的有效性。     

特高压直流换流站交流滤波器组对电网谐波的影响分析

特高压直流换流站配置的交流滤波器兼具特征谐波滤除和无功补偿功能,但其易与电网背景谐波阻抗相互作用导致低次谐波放大现象。交流电网谐波阻抗的获取是交直流系统谐波特性分析及交流滤波器设计配置的基础。文中根据电网谐波阻抗特性较为复杂,难以建模计算的特点,提出了一种基于换流站不同运行工况的500 kV交流电网背景谐波阻抗实用估算方法;定义了交流滤波器组谐波增益指标,通过该指标分析了特高压直流换流站交流滤波器组对电网低次谐波的放大机理;研究了交流滤波器参数与放大作用间的关系,提出了2种交流滤波器的改造方案。最后,以绍兴换流站测试数据为例,结合电网背景谐波阻抗估算结果,对其5次谐波放大问题进行了理论分析,并对交流滤波器改造方案进行了探讨。     

交流系统改接线对葛洲坝换流站运行的影响

根据三峡送出系统规划葛洲坝换流站交流系统将改行接线,接入三峡系统,其电网结构、换流站正常运行电压、背景谐波、谐波阻抗等条件都发生重大变化,需要校核新条件下的阀短路电流、无功控制、交直流各种运行方式下交流滤波器的性能和稳态额定值。为此结合原葛南直流系统设计参数和新的系统条件,重新计算了换流阀短路电流,采用无功控制计算程序重新校核了滤波器的投切点,对新的网架进行了谐波阻抗等值,对改接线后葛洲坝换流站交流母线背景谐波电压进行了24h连续监测,校核了各种运行方式下的滤波器性能和定值。葛洲坝换流站交流系统改接线校核计算表明,除个别极端运行方式外,葛南直流系统在新的接入系统条件下均能保证安全稳定运行。     

三沪直流工程无功补偿和控制方案

换流站无功补偿与控制研究是高压直流输电系统设计的重要组成部分。无功控制方案和无功功率控制策略的研究目的旨在制定换流站无功设备配置的具体方案, 以保证在各种运行条件下维持换流站无功功率的平衡, 实现规范书提出的换流站无功功率补偿和平衡的要求。无功控制方案研究采用BPA、MainC、Nimscan、RPC 等程序作为计算工具, 研究确定换流站两端交流系统提供和吸收无功功率的能力以及无功补偿和无功平衡的原则, 并用于对无功补偿和无功平衡研究中必须考虑的补偿、平衡方案的设计和校核。在三峡-上海±500 kV 直流工程提出了具体的无功配置与控制策略, 为控制保护系统及交流滤波器设计提供依据.     

SVC在高压直流输电换流站的应用研究

介绍了高压直流输电换流站无功控制(RPC)的原理,并针对弱交流系统条件下换流站安装的静止无功补偿器(SVC)控制策略进行了研究,提出了直流控制系统和SVC控制系统协调的控制策略.直流系统运行时,SVC采用开环+闭环的无功控制策略,并引入辅助电压控制.同时,采用暂态控制策略抑制换流站内交流滤波器组投切引起的暂态电压波动.直流系统未运行时,SVC采用电压控制,提高弱交流系统的电压稳定性.最后进行的实时数字仿真(RTDS)试验验证了控制策略的正确性.     

高压直流输电换流站无功控制系统分析

阐述了无功控制在直流输电换流站中的重要性,介绍了换流站无功控制系统和无功控制的定无功及定电压控制功能。结合南方电网“西电东送”主网架已经建成的3条直流工程换流站中无功控制的应用情况,分析了换流站无功控制与电压控制方式、交流滤波器的配置以及投切控制,通过典型案例分析说明在换流站运行维护工作中无功功率控制应该注意的问题,如在正常情况下,无功控制为自动控制模式,小组交流滤波器为热备用和自动控制模式,此时直流系统运行时严禁将无功控制改为手动模式等。总结了无功功率控制在换流站的运行情况,并针对运行维护中值得注意的问题提出建议,对换流站的建设、运行和维护具有参考价值。     

±800kV酒泉—湖南特高压直流工程无功补偿优化配置方案

±800 kV酒泉—湖南特高压直流工程将大规模的风电功率送到具有典型输入电源特征的湖南电网,因此,无功补偿配置不仅需要考虑直流系统的无功需求,还应针对该工程送受端接入的交流电网无功电压支撑能力较弱的问题通过合理加装动态无功补偿设备优化无功配置。结合酒泉换流站接入的交流电网有大规模风电的特性,提出了在换流站站用变低压侧加装静止无功补偿器(static var compensator,SVC)无功补偿方案,并确定加装SVC后换流站的小组滤波器容量。针对湖南换流站接入的交流系统面临的低电压风险,在湖南换流站站用变低压侧配置静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM),并优化配置相应的小组滤波器容量。经分析和校核,在换流站配置动态无功补偿设备,能够提高换流站近区交流电网的电压稳定性,减小滤波器投切带来的换流母线电压波动,并降低设备投资。     

天广直流输电系统直流站控设计缺陷分析

天广直流输电系统采用直流站控系统根据交流电压、直流负荷和系统无功状况自动控制交流滤波器的投退,以提供换流所需的无功,并滤除换流产生的谐波。但是,逆变侧广州换流站直流控制系统在判断交流滤波器是否可用时,并未考虑广州换流站交流侧的接线方式,基于天广直流输电系统广州换流站无功控制原理,对这一设计上的缺陷进行了分析,利用RTDS实时数字仿真系统对其可能造成的后果进行了仿真,提出了改进建议。     

背靠背高压直流系统稳态运行参数计算

稳态运行参数计算是背靠背高压直流系统设计过程中的重要环节。首先对背靠背高压直流系统稳态运行参数计算模块中所采用的计算模型、控制策略进行总结和介绍,然后据此制定具体的计算流程;针对直流系统处于低功率运行时,需要调整稳态运行参数使换流器参与交直流系统间无功功率平衡控制的问题,在对背靠背换流站内熄弧角与其他各稳态运行参数之间函数关系进行讨论的基础上,提出采用二分法迭代求解直流系统低功率运行时,满足站内无功功率平衡约束的稳态运行参数。最后以高岭背靠背直流工程为实例,验证本文所列算法的正确性和有效性,该算法可以用于今后背靠背高压直流系统的成套设计中。     

陕北-武汉特高压直流输电工程无功控制策略研究

针对陕武工程分层接入系统的复杂性和特殊性,对其无功控制策略进行了优化和完善。在原有无功控制策略的基础上增加了过压快切、紧急停机后的快切以及后备无功控制等功能。过压快切旨在当交流侧电压由于故障急剧升高时,能够在短时内快速切除交流滤波器,保证交流母线电压运行在安全水平。紧急停机后的快切是指在陕武工程出现紧急停运后,无功控制功能迅速切除在投滤波器组,确保交流网电压稳定。后备无功是指当执行无功控制功能的两套直流站控主机全部不可用之后,实现后备无功控制功能的极控接口屏PCI能够根据交流母线电压变化,实现交流滤波器的切除,从而保证交流母线电压稳定,维持直流系统稳定运行。通过仿真试验验证了新增策略的正确性,最后对后备无功控制提出了改进建议。     

含同步调相机的直流换流站稳态无功协调控制策略

网源稳态调压方式会对系统动态无功支撑能力产生直接影响。针对特高压弱受端电网电压稳定性下降的问题,提出了一种直流换流站内滤波电容欠补偿、同步调相机迟相运行的稳态无功协调控制策略。同步调相机自动电压控制(AVC)子站作为控制中枢,与直流控保系统进行运行信息、动作指令信息和动作报文信息通信,以交直流系统无功交换量为控制目标,通过同步调相机与滤波电容无功置换,达到减少滤波电容投入组数、增加同步调相机稳态无功出力的目的,从源头上减少交流电压跌落导致的直流换流站无功补偿缺额。基于雅中—江西特高压直流投运后的江西电网规划数据,在PSASP仿真平台上开展潮流计算与暂态稳定分析。不同工况下的仿真结果表明,所提协调控制策略可以有效降低弱受端电网电压失稳的风险,提升直流功率的消纳能力。     

某换流站750kV交流滤波器投切仿真计算及现场实测分析

高压直流输电工程中的整流站和逆变站运行时需要补充大量的无功功率,同时换流装置在运行时产生的谐波会造成电能质量下降,通信系统受到干扰,因此,为了补偿无功和抑制谐波,需要在交流侧和直流侧安装相应容量的滤波器。交流滤波器是特高压直流换流站不可缺少的重要组成部分。为确保换流站交流滤波器调试顺利进行,应用电磁暂态仿真软件EMTPE程序对750 kV交流滤波器操作过电压水平进行预测。在某换流站交流场系统调试时,分别对12组交流滤波器进行了投切试验。通过试验对交流滤波器的绝缘、保护以及开关特性进行了考核,并对试验中的数据进行了记录和分析。结果表明,仿真计算和现场实测基本吻合。750 kV断路器合闸电阻在退出时刻,对滤波器涌流有一定影响。     

11.29事件引发对天广直流无功控制的深层分析

介绍了无功功率控制在高压直流输电系统中的作用,分析了天生桥换流站无功功率控制模式和无功控制功能方式、交流滤波器的配置及其投切控制,通过对11．29事件的分析来说明在高压直流输电系统运行和维护工作中无功控制应该注意的问题,并针对天广直流无功控制软件存在的缺陷进行了分析。