基于小波变换的直流输电系统电磁暂态过程研究

为完善直流输电线路的保护系统,以高压直流输电系统暂态过程为研究对象,采用PSCAD分别建立了高压直流输电系统(包括线路、杆塔、绝缘子串等)落雷闪络模型和直流输电系统模型;仿真了线路不同位置遭受雷击情况对直流输电系统的影响,直流线路保护区内外发生典型故障、双极运行模式下故障极对健全极的影响等多个暂态过程;利用小波变换进行信号分解分析,寻找出能够表征线路落雷导致系统故障或不致系统故障的明显暂态特点,分析能够体现不同类型故障的特征信号以及双极运行工况下,消除故障极对非故障极干扰的措施等问题.结果表明,上述研究对高压直流输电的安全控制与保护系统的可靠运行具有重要现实意义.     

基于PSCAD的±800 kV特高压直流输电仿真模型分析

以糯扎渡—鹤山±800 kV特高压直流输电系统为研究对象,利用电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件(power system computer aided design and electric magnetic transient in DC system,PSCAD/EMTDC),建立交流系统、换流器、换流变压器、交直流滤波器、直流平波电抗器、直流输电线路的仿真模型,并在这个仿真平台上进行单极、双极全压仿真模拟分析,仿真结果表明所建模型较准确地模拟糯扎渡—鹤山特高压直流输电系统,可以作为研究特高压直流输电系统的有效工具。     

高压直流三极输电系统的建模与仿真

高压直流三极输电作为一种新的输电方式可以有效提高交流输出线路的容量。文中首先介绍了高压直流三极输电的工作原理,设计了功率平衡控制器使功率保持恒定。基于PSCAD/EMTDC软件平台,建立了高压直流三极输电系统仿真模型,针对系统的稳态运行特性进行了分析,详细阐述了由暂态故障引起的单个换流站紧急停运以及直流线路发生瞬时性和永久性接地故障时的控制保护策略,当发生故障时,将系统切换为双极直流输电,可以保证系统继续稳定运行。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性,表明高压直流三极输电是一种适用于交流线路增容改造的可行方案。     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地极线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议。     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地板线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议.     

浅析空载投入换流变压器对直流输电系统的影响

根据直流输电系统的运行特点,结合PSCAD/EMTDC仿真结果和天广直流输电系统运行中的实际案例,分析了空载投入换流变压器时产生的励磁涌流、和应涌流对直流输电系统的正常运行可能造成的各种不良影响,简介了天广和贵广直流输电系统对此所采取的针对性措施,对未来直流输电工程的实施及安全稳定运行有一定的参考价值.     

脉冲注入法用于直流输电系统接地极线路故障测距

分析了直流输电系统在双极运行方式下,外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程,提出一种利用注入脉冲信号的直流输电系统接地极线路故障测距方法。该方法通过周期性地从接地极线路始端注入脉冲信号探测线路是否发生故障,在判断线路发生故障后,通过改变注入脉冲信号的宽度和脉冲极性探测故障点位置,最后以取平均值的方式得到故障测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在双极运行方式下的接地线路故障测距仿真模型,并借助MATLAB对仿真波形数据进行分析,仿真结果表明该方法是可行的。     

高压直流输电线路保护分析

针对高压直流输电线路保护的特点,较全面的概述了直流线路故障特征以及直流线路故障的配置原理和直流线路保护动作顺序,比较分析了ABB公司和Siemens公司的行波保护判据,结合天广直流输电工程,采用MATLAB对天广直流输电工程中Siemens公司的行波保护进行仿真分析。     

高压直流输电线路保护分析

针对高压直流输电线路保护的特点,较全面的概述了直流线路故障特征以及直流线路故障的配置原理和直流线路保护动作顺序,比较分析了ABB公司和Siemens公司的行波保护判据,结合天广直流输电工程,采用MATLAB对天广直流输电工程中Siemens公司的行波保护进行仿真分析。     

天广直流工程历年双极闭锁事故分析

针对天广直流输电工程自2001年双极投运以来出现的4次双极闭锁事故,总结分析历次闭锁发生的特点和导致双极闭锁事故的原因,发现了直流系统运行的现有问题。结合运行经验从站用电源、元件故障、原理设计等方面提出加强运行监护、改进保护系统相关逻辑、选用合适电源等建议,以提高天广直流输电系统的安全运行水平及供其它高压直流输电工程参考。     

基于PSCAD的宜华HVDC系统建模及仿真

运用成熟的电磁仿真工具PSCAD,深入研究宜都-华新高压直流输电(HVDC)工程.参考该工程的实际数据,搭建的一次侧输电系统包含了交流系统、换流变压器、滤波器等其他组件的详细模型.搭建的二次侧控制系统模型是在CIGRE测试模型控制端的基础上修改的,并且详细介绍了控制系统的逻辑和原理.基于一次和二次侧系统模型建立宜华HVDC工程的仿真模型,并对其进行正常和故障状态下的模拟实验,验证了本模型的稳定性以及本模型可准确模拟宜华高压直流输电系统,可以作为对宜华高压直流输电进一步研究的有效平台.     

多端直流输电系统中的直流功率调制技术

与常规的双端直流输电系统相比，基于直流功率调制技术的多端直流输电系统能更灵活地向所连接的交流系统提供快速的紧急功率支持，改善交流系统的稳定性。文章对其中一端为弱交流系统的4端直流输电系统运用PSCAD/ EMTDC仿真软件研究了多端直流输电系统的功率调制技术，提出了该系统的仿真模型及其复合控制策略。仿真结果表明，所连接交流系统的强度、各换流站的控制策略和直流系统电流平衡原则的选取会极大地影响直流功率调制的性能，多端直流输电系统比常规的双端直流输电系统能更灵活地运用直流功率调制技术，进而有效地提高所连接交流系统的稳定性。     

雷击高压直流线路杆塔仿真研究

雷击高压直流线路杆塔时,由于预先存在的直流工作电压对杆塔间隙的电气强度可能带来较大的影响,因此线路的耐雷性能与交流情况的不同.作者建立了雷击直流线路杆塔时的线路模型、杆塔模型、闪络判据等,采用仿真软件PSCAD/EMTDC对雷击直流线路杆塔的过电压和闪络进行了仿真分析,讨论了各种运行方式下直流工作电压对线路耐雷性能的影响.仿真分析结果表明: 500kV单极-金属回线运行与双极±500kV运行时,正极线的耐雷水平基本相同,负极线的耐雷水平远高于正极线;-500kV单极-金属回线运行时线路的耐雷水平最高.     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流回路谐振研究

直流输电工程在系统研究和集成设计时需要分析直流回路的谐振特性。为此,提出了一种使用单位冲击电压源的高压直流输电直流回路谐振计算分析方法,建立的直流回路阻抗等效模型综合考虑了交流系统、换流器、平波电抗器、直流滤波器(DCF)、输电线路等关键因素,形成一套的基于PSCAD/EMTDC的高压直流回路谐振分析流程,利用此流程对溪洛渡右岸送电广东±500 k V同塔双回直流输电工程进行直流回路谐振分析,结果表明:溪洛渡直流输电系统不存在危及系统安全运行的谐振风险。     

适用于架空线路的双极混合MMC-HVDC拓扑

为应对柔性直流输电在远距离大容量架空线输电领域应用问题,基于钳位双子模块和双晶闸管子模块拓扑构成的两种模块化多电平换流器,设计了串联双极混合直流输电系统,既提高了输电容量,又能缓解单种拓扑能耗较大或直流故障抑制时间较长问题。重点分析了双极混合拓扑在不同直流故障下等值电路和直流故障穿越机理及其抑制特性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建双极混合直流输电模型,对系统稳态运行工况和直流故障穿越特性进行了对比研究。仿真结果表明,双极混合系统既体现出灵活多样的稳态运行特性,又具有直流故障穿越与快速恢复能力,较好地适用于远距离大容量架空线路输电应用领域。     

Tapping on HVDC lines using DC transformers

This paper investigates a new topology for tap terminals on HVDC transmission, which is based on high-power DC/DC converters. The use of DC transformers brings benefits in terms of better resilience from tap system faults, more flexibility in power reversal, an additional control channel and lower costs for main AC/DC converter and transformer. The paper studies both options: using line commutated and voltage source converters as the main AC/DC tap converters. PSCAD simulation results are given for a 0.025 p.u. bidirectional tap on the 1000 MW CIGRE HVDC benchmark system. The simulation responses with a line commutated converter indicate ability to operate the tap terminal at neutral reactive power exchange over wide range of power levels and also excellent resilience to disturbances on the tap AC grid. The simulations with voltage source AC/DC converter also show excellent responses for wide range of inputs but the DC/DC converter becomes more complex. It is concluded that the proposed topology may provide means for wider access to the existing HVDC transmission links.     

交、直流输电系统相互影响引起的谐波不稳定问题

对于多馈入交直流输电系统而言,谐波的交互作用不仅会通过换流器产生,也会通过整个交流网络形成,因此这种情况就更显复杂。为了研究发生这种不利交互作用的风险,所有电气距离较近的直流线路都应考虑在内。文中以贵州—广东2条高压直流输电线路为例,应用具有详细换流器模型的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了全电磁暂态仿真模型,对谐波的交互作用引起的送端谐波不稳定问题进行了分析研究。研究结果表明,在弱交流连接方式下发生直流线路双极闭锁故障时,2条直流系统与交流系统之间的相互影响会引发谐波不稳定,而在其他故障条件下     

基于PSCAD/EMTDC的背靠背高压直流输电系统仿真

为了研究灵宝背靠背换流站在交流系统发生故障时的换相失败过程,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对灵宝背靠背高压直流输电系统进行了建模,并在此基础上对高压直流输电系统中常见的故障进行了仿真分析,其中包括逆变侧交流系统发生三相故障和单相故障的情况。仿真结果表明,在PSCAD/EMTDC环境下建立的模型能够比较准确地描述在暂态过程中背靠背直流输电系统的动态特性,可以为现场运行以及故障分析提供参考。在系统中加入故障检测控制环节,根据电压和电流的变化,适时增大提前触发角,可以有效地预防换相失败。     

直流馈入后交流线路故障对换相失败瞬态特征的影响

高压直流(HVDC)输电系统故障会使交流系统电气故障特性复杂化.在PSCAD/EMTDC环境下,基于含宁东--山东直流输电系统的山东电网的电磁暂态模型,研究当青岛换流站附近交流线路不同位置发生不同故障时,直流系统换相失败对交流系统电气瞬态特征的影响.直流系统换相失败对故障线路的平行线路影响最为严重,重点研究交流线路不同...