附带STATCOM的HVDC系统改进参考电压控制法

在弱交流系统下对于附带有STATCOM的电网换相换流器高压直流输电(Line Commutated Converter based High Voltage Direct Current, LCC-HVDC)系统,存在着LCC逆变站与STATCOM之间耦合导致LCC-HVDC系统的稳定裕度下降问题,这会减弱LCC-HVDC抑制换相失败的能力。此外,HVDC控制环节之中的电压指令电流控制(voltage dependent current order limiter, VDCOL)环节的输出电流指令大幅剧烈波动还有几率会导致HVDC系统在首次换相失败之后发生后续换相失败。针对上述问题提出了一种“改进参考电压”的思想,对STATCOM和VDCOL的参考电压与输入电压分别进行修正。首先在STATCOM原本的参考电压经过一个“虚拟电抗”之后得到一个新的参考电压,通过这个改进参考电压弱化了STATCOM电压外环控制模块与LCC逆变站的耦合,减小了交流系统等效阻抗的大小,提升了系统对干扰的抵抗能力。然后对VDCOL的输入电压进行改进,新的改进输入电压改善了故障后VDCOL输出电流指令的大幅剧烈波动...     

基于改进换相面积的直流输电换相失败判别方法

对换相电压时间面积判据进行了改进,在判断换相失败时考虑到直流电流的波动,得到改进换相面积判据,该判据的推导过程更接近工程实际。在仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了±800 kV传统直流输电仿真系统LCC-HVDC。分别采用改进前后的换相面积作为换相失败的判据,搭建了换相失败的判断程序并用于判断LCC-HVDC仿真系统中由于交流侧故障导致的换相失败。仿真结果表明,改进换相面积判据可以更加准确地判断换相失败。最后,根据仿真结果,进一步分析了故障时刻对换相失败的影响。     

直流换相失败整体免疫能力评估方法与应用

交流故障导致直流系统换相失败的免疫能力评估方法,可以为交直流混合电力系统的规划和安全稳定运行提供合理有效的决策依据。首先,采用换相失败免疫因子量化交流系统各节点的换相失败免疫能力,通过计算各交流节点允许接入的最大三相接地阻抗确定该指标值。基于此,利用PAM聚类算法辨识电网免疫能力薄弱节点。构建基于换相失败免疫因子均值和均衡程度的免疫能力整体评估指标,综合评估直流系统抵御交流故障的免疫能力。最后,模拟算例和基于某省级电网2种远期规划方案的实际算例,均验证了该文方法的优越性和有效性。     

UHVDC换相失败对差动保护的影响及解决方法

交直流混联系统中,交流系统发生故障时导致直流系统侧发生换相失败,交流侧在故障工况下的电气特征发生较大差异,使得交流输电线路差动保护的动作量和制动量均受到影响,可导致保护的误动作.通过分析换相失败时直流侧电流馈入交流系统引发的电流相角差差异较大这一故障特征,提出一种改进的差动保护新算法.通过故障分析和PSCAD/EMTDC仿真验证,改进的差动保护在各种故障情况下均能正确动作.     

多馈入直流功率调制换相失败特性研究

多馈入高压直流输电系统中,直流功率调制可以起到多回输电通道间功率支援和阻尼振荡的作用,但功率调制过程中,幅度与上升时间控制不当会引起逆变站换相失败。给出了引起换相失败的直流功率调制临界指标,理论推导熄弧角、受端交流系统强度、系统的控制方式对该临界指标的影响,并仿真验证上述三个因素对直流功率调制的影响。基于多馈入高压直流输电系统,分析并验证直流功率调制造成的换相失败不会引发多馈入直流间同时换相失败。所作研究及成果为多馈入直流输电系统中直流功率调制和换相失败的研究提供参考。     

多馈入高压直流输电系统中的换相失败浅析

通过对直流输电系统换相失败产生的机理分析,介绍了各种影响因素及其灵敏度.影响多馈入直流输电系统换相失败的因素更为复杂,大量的仿真结果表明:提高其中非故障子系统的短路比可以用来改善系统的换相过程,并介绍了抑制换相失败发生的一些具体措施.     

多馈入直流系统换相失败分析

针对传统最小电压降落法在判断换相失败时准确性不高的问题,提出了新的换相失败判据。为了明确故障阻抗对换相失败的影响,分别通过两种方法：灵敏度分析法和节点阻抗矩阵法详细分析了故障阻抗与换相电压的数学关系。第一种方法能全面分析各种因素对换相电压的影响;第二种方法在一定的假设条件上得到了更为直观和简洁的换相电压表达式,可作为一种快速分析方法。基于两种换相电压分析方法,分别给出了当地换相失败和同时换相失败时的临界故障和临界耦合阻抗的求解方法。仿真分析表明,改进的换相失败判据准确度很高;同时由两种换相电压分析方法所得到的换相电压表达式也具有一定的准确性。最后,详细分析了交流故障、负荷特性以及系统参数对换相电压的影响,并得到了一些具有指导意义的普遍结论。     

基于平稳小波与BP神经网络的换相失败检测算法

针对高压直流输电系统中换相失败检测问题,提出了一种采用平稳小波分析和BP神经网络的换相失败检测算法.通过平稳小波提取换相失败信号不同尺度的小波能量,作为特征向量输入神经网络中进行训练,并得到能够进行自动化识别的分类模型.在实际采集得到的200组数据集上进行了算法验证,结果表明,文中算法可以有效地区分直流输电系统中的换相失败和正常信号,其平均检测精确度达到95%以上,为进一步系统准确无功补偿提供保障.     

面向新能源发电的直流电网组网外送拓扑结构及运行特性研究

建立4种面向新能源发电的直流电网组网外送的拓扑结构,通过连于受端弱交流系统,研究4种拓扑结构的暂态运行特性,基于PSCAD/EMTDC仿真软件,仿真分析故障状态下4种拓扑结构的运行特性。仿真结果表明,含VSC-HVDC的输电结构有效地改善了新能源发电组网外送输电系统的运行特性;含H-HVDC的拓扑结构结合了LCC-HVDC和VSC-HVDC的两者优势;含VSC-LCC HVDC拓扑结构在抑制暂态过电压、抵御换相失败、改善故障恢复特性等方面具有明显的优势;并指出随着全控型电力电子器件的快速发展,VSC制造成本的逐渐降低及其控制策略的逐步成熟,含VSC-LCC HVDC的拓扑结构将成为新能源发电的直流电网组网外送的可行方案。     

特高压直流分层接入方式下抑制连续换相失败的优化控制策略

针对分层接入的特高压直流输电(UHVDC)中连续换相失败问题,分析其换相机理,提出了一种基于直流电流变化量的定熄弧角优化控制策略。理论上分析定熄弧角控制的作用机理,在控制中引入直流变化量,充分利用故障期间和系统故障恢复过程中直流电流的动态波动特征,来快速调节定熄弧角运行值,补偿因直流电流上升而减小的熄弧角,以达到有效抑制换相失败的目的。利用PSCAD/EMTDC软件实现了所提出的控制方法,并对比分析所提改进策略与CIGRE标准模型控制对换相失败的抑制效果。大量仿真结果表明,所提出的改进控制策略能有效抑制各种交流故障下连续换相失败,改善故障恢复特性。     

银东直流逆变站换相失败分析及措施

换相失败是直流输电常见故障,它会导致直流电压降低、换流阀寿命缩短等问题。本文在电磁暂态仿真软件PSCAD中建立了山东电网银东直流输电系统模型,分析了山东电网故障对银东直流输电系统的影响,并讨论了预防换相失败的措施。     

呼辽直流控制系统对电气阻尼特性的影响分析

基于电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC建立了呼辽±500kV高压直流输电系统现场模型,进而运用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法计算出了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,并重点研究了整流侧控制方式(定电流控制和定功率控制)及参数(比例放大系数K和积分时间常数T)对汽轮发电机组的电气阻尼特性的影响规...     

多馈入直流输电系统的动态特性及稳定控制与分析

对多馈入直流输电系统的动态特性及稳定控制与分析进行了综述。首先讨论了多馈入直流输电系统中交直流系统间和直流系统间的复杂相互作用。然后根据国内外的有关研究,对多馈入直流输电系统的稳定性和稳定控制进行了系统的总结,提出了进一步深入研究的建议。最后对多馈入直流输电系统的分析方法进行了综述,并对其存在的问题提出了改进意见。     

由可靠性指标浅析我国超高压直流输电新技术

我国经济的快速发展带动了电力能源需求的增长,构建以特高压电网为核心的国家电网是满足未来持续增长的电力需求的根本保证。本文运用超高压直流输电系统可靠性指标浅析了新技术在直流输电系统中的应用。     

An LCC-HVDC Adaptive Emergency Power Support Strategy Based on Unbalanced Power On-Line Estimation

基于区域内功率不平衡量估计的直流自适应紧急功率支援策略

李从善¹,郭健,和萍¹,陶玉昆¹,杨存祥¹,Youyi Wang²

(1.郑州轻工业大学 电气信息工程学院,郑州,450002;

2. 南洋理工大学 电气与电子工程学院,新加坡 639798)

摘要：直流紧急功率支援是在交直流互联系统故障情况下,减少切机或切负荷数量的重要措施,也是实现智能输电的要求。本文通过建立系统扰动下区域内不平衡功率的扩张状态观测器,并对观测器参数进行设置,实现不平衡功率的实时准确估计。对直流紧急功率支援限制因素进行分析,进而对紧急功率支援量进行优化,形成最终功率支援量,然后,基于功率支援阶梯递增原则,最终实现功率支援的目标。对于多落点直流输电系统,基于功率支援因子选取用于功率提升的最优直流。在PSCAD中搭建三馈入直流输电系统,对所提方法进行了仿真分析,结果表明了该方法的有效性。

关键词：紧急功率支援,不平衡功率,扩张装填观测器,阶梯递增原则,多馈入直流输电系统。

     

永磁无刷直流电动机转矩脉动的减小及动态仿真

针对无刷直流电动机的转矩脉动,提出采用不同的PWM调制方式以及不同的重叠换相角减小换相电流所引起的转矩脉动.运用Matlab/simulink软件对相应控制策略下的无刷直流电机进行了仿真,结果表明,所采取的方法对减小换相转矩脉动有比较好的效果.     

Research on the control method for voltage-current source hybrid-HVDC system

The hybrid-HVDC topology,which consists of line-commutated-converter(LCC)and voltage source converter(VSC)and combines their advantages,has extensive application prospects.A hybrid-HVDC system,adopting VSC on rectifier side and LCC on inverter side,is investigated,and its mathematic model is deduced.The commutation failure issue of the LCC converter in the hybrid-HVDC system is considered,and a novel coordinated control method is proposed to enhance the system commutation failure immunity.A voltage dependent voltage order limiter(VDVOL)is designed based on the constant DC voltage control on the rectifier side,and constant extinction angle backup control is introduced based on the constant DC current control with voltage dependent current order limiter(VDCOL)on the inverter side.The hybrid-HVDC system performances under normal operation state and fault state are simulated in the PSCAD/EMTDC.Then,system transient state performances with or without the proposed control methods under fault condition are further compared and analyzed.It is concluded that the proposed control method has the ability to effectively reduce the probability of commutation failure and improve the fault recovery performance of the hybrid-HVDC system.