一种可进行TCR晶闸管阀全电压全电流试验的试验系统

基于TCR(晶闸管控制电抗器)阀组正常运行时候的电压、电流应力的特点,给出了一种应用于TCR双向晶闸管阀组的合成回路试验方案。通过Y型TCR连接的方式实现TCR大电流的输出,通过直流电压源和电压振荡回路实现阀组大电压的施加,并完成了最高电压110 k V、最大电流4 000 A合成回路试验系统的建设。在此试验回路中完成额定电压20 k V、额定电流2 700 A的TCR阀组的运行试验,试验结果表明,该试验系统完全能够满足IEC和国标中对TCR阀组型式试验的要求,可以完成阀组全工况性能测试,大大加快TCR阀组的开发速度并保证所开发阀组的性能。     

换流阀合成试验回路建模及仿真

为研究现代电力系统高功率等级晶闸管换流阀的性能测试问题,提出了一个换流阀合成试验回路模型,采用独立的电压源和电流源,通过电压引入电流源的方法完成了几个试验项目,在EMTDC/PSCAD下得到的仿真结果与理想结果一致,证明该合成试验回路能测试换流阀。     

晶闸管换流阀特殊运行试验项目实施方法与故障分析

大功率晶闸管换流阀试验的目的在于验证其符合设计准则与标准要求,并确保晶闸管换流阀在正常与故障条件下均能完成即定的工作目标而不致于损坏或影响到所接入的电网系统。合成试验回路法因接入方式灵活、环保节能等优点成为各试验机构及生产厂家首选的试验方法。笔者基于合成试验回路介绍了晶闸管换流阀特殊试验项目的实施方法并比较了不同方法之间的差异。得出断续直流电流试验中,电流源法等价性好,但电压源法严酷性及零电流持续时间的可调节性好;暂态欠电压试验中,电压源法的等价性及可控性优于水电阻法;最后介绍了故障电流试验可能出现的故障现象并分析了故障原因,为晶闸管阀生产制造与试验技术人员提供参考。     

用RTDS小步长算法仿真换流阀合成试验回路

为了检验换流阀合成试验回路控制和保护系统的性能,给出一种在RTDS上用小步长算法对合成试验回路一次系统进行建模仿真的方法。分析了换流阀合成试验回路的工作原理,得出其对控制保护系统的需求,使用RTDS小步长算法来建立合成试验回路一次系统模型。并针对该算法用于合成回路试验仿真时的限制,尤其是在低电压仿真中的不足,采用提高换流变电压的方法来“等效模拟”,能够正确仿真电压源和电流源的配合工作工程。仿真结果表明,使用RTDS小步长算法建立的模型能准确模拟阀的实际工况,仿真试验环境成功进行了合成试验回路的所有试验,取得了良好的试验效果。     

HVDC换流阀合成试验大电流源的控制与保护

为考核高压直流输电(HVDC)换流阀耐受电流应力,在换流阀合成试验系统中使用了"直流大电流源"。讨论了该直流大电流源的控制与保护策略,介绍了稳流控制、保护措施、硬件功能、软件流程、脉冲触发单元等。提出将DSP、CAN通讯、嵌入式六相触发脉冲产生等技术集成于六脉动全控整流桥的控制与保护系统中,从而形成完整的适用于换流阀合成试验的直流大电流源。     

晶闸管换流阀断续电流试验方法探讨

断续电流试验是高压直流输电用晶闸管换流阀的一项重要的型式试验,该试验模拟换流阀在两种不同电压下电流产生断续情况,换流阀能够正常、多次可靠触发的能力。文中讨论了在合成试验回路基础上采用电流源双六脉动桥串并联运行、增加辅助取能装置或调节电压源时序的方法进行断续电流试验,并对上述几种方法进行了比较分析。经过试验验证的晶闸管换流阀在实际直流输电工程中的良好运行证明了合成试验回路断续电流试验方法上的等效性。     

用短路发电机进行换流阀故障电流试验

阀故障电流试验作为考核换流阀短路电流耐受能力的运行型式试验项目,必须在与实际运行工况最为等价的试验回路上进行。短路发电机系统既能提供阀故障电流试验要求的短路电流,同时又能够在短路电流过零时刻立即提供预期恢复电压,具有较高的等价性,是进行阀故障电流试验的一种理想回路。短路发电机系统进行阀故障电流试验时,先利用阀运行试验合成回路提供换流阀正常工况下的运行条件,在换流阀结温及运行参数满足要求时,通过短路发电机系统模拟实际运行中的突发短路故障,使换流阀流过标准规定的短路故障电流,并承受恢复电压,以考核其故障电流耐受能力。     

基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统设计

换流阀是柔性高压直流输电工程中完成电能变换的核心模块,其运行可靠性直接关系到整个直流输电系统的稳定性,因此需对换流器阀进行严格的型式试验.运行试验是型式试验的重要一环,主要检测换流阀对电流、电压和温度应力的耐受情况.依据模块化多电平换流器(MMC)型电压源换流阀实际工程运行工况,采用等效试验的方法,设计了一种基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统,可对换流阀的稳态工况和暂态工况进行模拟,进而实现对换流器阀的导通、关断和有关电流特性的检验.详细介绍了基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统的主回路和控制系统设计,并以实际工程换流阀组件为试验对象,验证了所设计的基于MMC柔性直流输电换流阀试验系统的正确性和实用性.     

换流阀最小关断角合成试验方法

根据IEC60700-1中对最小关断角试验的要求,设计了换流阀最小关断角合成试验回路和试验方法,通过改变辅助阀的控制时序来解决因恢复电压过低而导致合成试验回路不能正常工作的问题。以额定电压±800 kV、额定电流6 250 A的换流阀为试品进行最小关断角试验,得出:换流阀电流6 693 A,最小关断时间468μs,换流阀电压和电流波形与实际运行工况的波形接近。试验结果表明所设计的试验回路和试验方法可以满足IEC60700-1的要求和实际工程的需要。     

新型高压晶闸管阀过电流试验回路的建立

分析和比较了瑞士ABB、瑞典ABB、TOSHIBA和SIEMENS公司的几种高压晶闸管阀过电流试验回路的工作原理及其优缺点.根据国际大电网会议(CIGRE)关于高压串联阀电流电压强度的技术导则以及国际电工委员会关于静止无功补偿装置阀和高压直流阀的试验标准的要求,提出了一种新型过电流试验回路的主电路方案:由大电流源提供加热电流,由谐振回路提供过电流及相应的闭锁电压,由高电压回路辅助实现高压直流阀的特殊试验要求.该试验回路调节更灵活、试验模式更多、试验能力也大为提高:高电压回路的电压参数提高至80kV,过电流峰值提高到47kA,频率范围扩展到50～350Hz.     

适用于分层接入的特高压直流输电控制策略

随着中国特高压直流的广泛应用,多馈入直流集中落入受端负荷中心将成为未来中国电网发展所面临的重要问题。特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统电压支撑能力,已经列入国家电网规划。分层接入的特高压直流输电在电路结构上发生了变化,在阀组电压平衡控制、阀组退出后直流功率控制、逆变侧最大触发延迟角控制和无功功率控制等方面需要研究适用于分层接入的特高压直流控制策略。在阀组电压平衡控制方面,两个阀组各运行在逆变侧最大触发延迟角控制,通过换流变压器分接头来平衡电压;在阀组退出后直流功率控制方面,研究阀组退出后限制的功率分配策略;在逆变侧最大触发延迟角控制方面,大扰动下采用实际电流计算最大触发延迟角;在无功功率控制方面,连接不同交流电网的换流器分别控制各自的无功功率。     

直流换流阀合成试验回路的仿真及其物理模型的建立

直流换流阀是高压直流输电工程的核心装置,其额定容量很大,在进行换流阀运行试验时,为降低试验容量,采用合成试验方法是一个合适的选择。提出了一种合成试验回路,能够正确地再现换流阀实际运行的电压与电流波形,符合运行试验的标准,而且能够满足运行试验的等效性要求。采用电力系统仿真软件Matlab/Simulink对该回路进行仿真研究,并搭建了按比例缩小的物理模拟试验回路进行验证,结果表明该合成试验回路的设计是可行的,可为高压换流阀运行试验装置的开发提供参考。     

基于RTLAB的柔直阀控系统全接入测试方法研究

随着柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current, VSC-HVDC)技术的应用与发展,对柔直阀控系统的可靠性测试要求不断提高,现有测试系统无法同时满足阀控系统全规模接入、全功能测试、精准建模的需求。针对已有测试系统的不足,基于RTLAB平台进行精准建模,并设计高性能、灵活配置的接口装置,搭建了阀控全接入测试系统,提出了阀控系统关键测试项目及测试方法。该测试系统及测试方法已应用于张北柔性直流输电工程北京换流站阀控系统的出厂测试中,通过测试的阀控系统在工程现场运行稳定可靠。     

用于60Hz电力系统的高压直流换流阀运行试验等效方法

为保证高压直流(HVDC)工程能够可靠运行,必须进行换流阀运行试验,而运行试验回路工作频率受制于电力系统的频率,如何对不同频率下的产品进行试验是亟待解决的问题。为满足60Hz电力系统的换流阀运行试验要求,以西安高压电器研究院50Hz频率的换流阀运行试验回路为基础,对换流阀的最小单元晶闸管级的结构、运行中各种过程、晶闸管级承受的电流和电压等电气参数及损耗特性进行了研究和比较,提出了进行60Hz换流阀运行试验的等效方法和折算系数。研究结果表明,在1种运行试验回路上进行不同频率的换流阀运行试验的方法可行,但需要根据不同的试验项目进行适当等效折算,以达到试验检测的目的。该方法的提出可为在世界范围内适用不同频率的直流输电工程的研究、检测等工作提供指导和参考的作用。     

一种柔性直流输电阀控测试系统设计与实现

设计了一种模块化多电平柔性直流输电阀控测试系统,包括极控模拟装置、换流站主电路信号发生装置、换流阀子模块模拟装置和监控后台等。该测试系统可以在不使用极控系统和换流阀本体的条件下,完成对模块化多电平柔性直流输电阀控系统的基本功能测试,包括子模块电容电压的读取和状态监视、均压控制、阀控对子模块故障处理逻辑、阀控自身故障处理逻辑、系统电压电流的采集等。仅需调整子模块模拟装置的接口数量,即可满足不同容量和电压等级的柔性直流输电阀控系统测试需要。对MVCE 300型柔性直流输电阀控系统进行了实际测试,测试结果表明,该测试系统可以满足柔性直流输电阀控设备厂内调试的需要。     

换流阀内可控硅端电压特性分析和缓中电路参数优化

换流阀内可控硅端电压分布特性取决于可控硅器件性能和相应的缓冲电路参数.用一个较实际的可控硅宏模型,对换流阀内的一个可控硅模块与饱和电抗器的串联电路进行动态仿真,分析可控硅并联的缓冲电路参数对换流阀内电压分布特性的影响及换流时换流阀内电压振荡特性;给出缓冲电路参数优化的趋势.     

直流输电系统的动态模拟

设计了高压直流输电动态模拟系统,该模拟系统的目的是为了校验应用于工程的直流控制保护系统,并进行理论研究。根据模拟总体设计原则,对主接线、换流变、换流阀、直流场、交直流滤波器、线路大地回路进行了模拟。模拟系统不仅能模拟正常运行的各种工况,还可以模拟交直流滤波器内部故障、输电线路故障、换流阀故障、换流变压器等各种故障情况,直观地反映了这些设备上的各种电压、电流量,包括它们的谐波和暂态过程,对控制保护的测试达到了预期的效果。     

一起换流阀晶闸管非周期触发试验事故分析

分析了灵宝高压直流二期工程换流阀非周期触发试验晶闸管损坏的原因,通过对晶闸管损坏情况下的电压和电流波形分析,发现试验回路的振荡是导致晶闸管损坏的根本原因,增大电阻抑制振荡幅度能够很好保护晶闸管不被损坏。同时,用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对非周期触发试验进行了仿真,仿真结果与实际结果吻合很好。针对这种情况,在今后的高压直流输电换流阀非周期触发试验过程中,应该引起足够的重视,避免类似情况发生。     

±1 100 kV特高压直流输电换流阀研制及型式试验

为了研发更高电压等级、更高容量的直流输电线路及相关设备,中电普瑞电力工程有限公司完成了±1100kV特高压直流换流阀的研制。介绍了电气回路、触发与监控系统、换流阀冷却系统、阀塔结构设计,并给出了试验电路拓扑。所研制样机通过了型式试验验证。试验结果表明,该±1100kV／5000A特高压直流换流阀样机可满足工程应用,并具备一定的升级空间。     

电网电压不平衡时电压源换流器型直流输电的负序电压补偿控制

电网电压不平衡或交流系统发生故障是电压源换流器型直流输电（VSC—HVDC）实际运行时不可避免的问题。针对这一问题,提出了一种基于负序电压实时补偿的控制策略。换流站控制系统采用该策略后,能够有效地抑制交流系统电压不对称引起的负序电流,实现限流控制,避免系统短路故障引起换流装置的过电流;同时为确保电网电压不平衡或交流系统故障时控制系统能正常运行,设计了正负序分量和同步相位检测环节。基于PSCAD／EMTDC的仿真结果表明,所设计的控制系统具有良好的动稳态性能,且结构简单,具有一定的工程应用价值。