抽水蓄能机组SFC系统保护关键技术

介绍了抽水蓄能机组静止变频器(SFC)系统保护的配置方案.针对SFC系统保护的关键技术中的难点,提出了相应的解决方法.SFC变流桥本体差动保护:将机桥侧变频电流转换成工频校正电流,再与网桥侧电流构成差动电流和制动电流,采用全周傅氏算法计算,并提出了提高保护可靠性的比率制动特性.输出变压器变频差动保护:采用了启停机保护算法,实现了低频启动过程中的准确测量;采用变斜率比率制动特性,防止区外故障导致的误动;脉冲换相阶段,经旁路开关位置接点将该保护退出.电流变化率保护:为了提高其可靠性,连续、多次判断是否满足动作条件,并增加采样值过流辅助判据,其与电流变化率判据均满足动作条件时,保护才出口.设计了数字低通滤波器,保证脉冲换相阶段机桥侧频率的准确测量.上述措施已经在抽水蓄能机组上得到应用,应用效果良好.     

抽水蓄能发电机组变频起动过程的建模及仿真

用于抽水蓄能机组起动的静止变频器,其整流逆变桥通常采用普通晶闸管。本文建立了抽水蓄能机组静止变频器在电流、频率闭环控制下的数学模型。建模过程中对变频器逆变侧晶闸管的换流重叠角进行了简化处理,提出以定逆变侧控制角连续调节整流侧控制角实现调压调频的控制方案。仿真得出抽水蓄能机组静止变频起动系统各物理量的变化规律。     

大容量抽水蓄能机组静止启动变频器国产化取得关键突破

近日,由国网电科院研制的国内首套大容量抽水蓄能机组静止启动变频器(SFC)顺利完成动模机组全部验证试验,并完成了高压换流阀组的大电流验证试验,试验结果得到了国网新源公司潘家口抽水蓄能电站用户代表的肯定。由国网新源公司与国网电科院共同承担"抽水蓄能机     

抽水蓄能机组静止变频器起动控制系统半实物仿真

静止变频器(SFC)起动已经成为抽水蓄能机组起动普遍采用方式。对抽水蓄能机组的静止变频器起动控制策略进行了深入研究。通过实时数字仿真系统(RTDS)与SFC实物控制器装置相结合构建了半实物仿真试验平台,验证了所采用的变频起动控制策略的正确性。     

基于RTDS的抽水蓄能机组静止变频器启动技术研究

大型抽水蓄能机组对于电力系统调峰、填谷起到十分重要的作用.目前抽水蓄能机组的启动普遍采用静止启动变频器(SFC)方式,静止变频启动方式的关键在于在0～50Hz的转速变化范围内,系统能否准确快速地检测到转子位置.采用无速度传感器的电气方法测量出转子位置角,通过空间矢量控制对无速度传感器的大功率同步电机变频启动的控制算法进行深入研究,并通过RTDS仿真系统验证本文提出的启动控制方案的正确性.     

基于RTDS的大型抽水蓄能机组无速度传感器SFC启动仿真

大型抽水蓄能机组对于电力系统调峰填谷起着十分重要的作用。目前抽水蓄能机组的启动普遍采用静止变频器（SFC）启动方式,该启动方式的关键是在0～50 Hz的转速变化范围内系统能否准确、快速地检测到转子位置。文中采用无速度传感器的电气方法测量出转子位置角,通过空间矢量控制对无速度传感器的大功率同步电机变频启动的控制算法进行深入研究,并通过实时数字仿真（RTDS）系统验证所提出的启动控制方案的正确性。     

抽水蓄能电动发电机启动过程数字仿真

针对静止变频器启动的抽水蓄能电动发电机，用数值方法对其启动过程进行了数字仿真，获得了启动过程主要物理量的变化规律，特别是电流，电压波形及频率变化曲线，并对电流，电压波形进行了频谱分析，为进一步开发，研究抽水蓄能机组微机保护算法提供了依据。     

可逆式抽水蓄能机组背靠背启动过程控制探讨

当前,大型可逆式抽水蓄能机组在水泵工况启动时,基本采用静止变频器（SFC）启动和背靠背启动2种方法。在机组抽水启动过程中,机组定子电流的频率由0逐渐上升到50 Hz,期间必然存在着定子电流低频阶段,该阶段对设备的控制要求不同于其他工况。文中结合国内几家抽水蓄能电站在这方面的设计特点、实际运行经验和机组整组调试中遇到的问题,对机组背靠背启动的低频阶段对主机辅助设备、电气一次设备和二次控制方面的影响以及解决办法进行分析和探讨。     

抽水蓄能机组低频运行对差动保护的影响分析

针对一起抽水蓄能机组在电气制动过程中发电机差动保护动作的异常情况,分析差动保护动作的原因为极低频率下发电机两侧电流互感器传变特性不一致,导致差流异常增大。结合静止电机的电磁理论对频率和非周期量影响电流互感器传变特性的关系进行分析,模拟不同频率下测量电流互感器产生的误差,对保护两侧电流互感器的差流进行比较分析,并提出抽水蓄能机组低频运行时差动保护判据改进的建议,以供参考。     

抽水蓄能电站静止变频装置系统的间谐波分析

抽水蓄能电站静止变频装置(SFC)系统中的间谐波问题日益受到重视,将SFC系统模拟为常见的电流型变频器,使用谐波调制理论,并结合开关函数的傅立叶分析,分析SFC在电网侧产生间谐波的机理,建立其简化模型。作为验证,依托某变频调速系统,结合计算机仿真模拟,其对比结果表明了该模型的可靠性,从而可推广到抽水蓄能电站中应用。     

抽水蓄能电站中SFC变频启动的若干特点

介绍了大型抽水蓄能电站机组的静止变频器SFC(Static Frequency Converter)变频启动的基本原理。分析了SFC启动同步电机低转速运行(脉冲切换方式)和高转速运行(同步方式)的工作特点、频率限制。要保证同步电机由低转速运行平稳过渡到高转速运行,必须使脉冲方式下的频率上限与同步方式下的频率下限之间重叠部分有足够的裕度,即选择合适的切换频率。     

大型变频调速发电(电动)机的优越性

针对适用于风力发电站和抽水蓄能电站的调速发电机,介绍了隐极式交流并步发电机的基本工作原理、结构特点和优越性。通过调节三相交流励磁电流的频率、幅值和相位,可达到改变运行转速的目的;采用矢量控制,可以调节有功功率和无功功率,并快速响应电网负荷要求。     

全功率变速抽水蓄能机组无功优先控制策略研究

全功率变速抽水蓄能机组具有功率快速可调、响应速度快、有功无功独立解耦的优点,可为电网运行提供调峰、调频、无功电压支撑、需求侧响应等多种服务,是现阶段抽水蓄能技术发展的主要技术方向之一。但受变流器过流能力限制,全功率变速抽蓄在任何时候的最大电流不能超过变流器过载能力。而电网侧在故障期间及故障恢复期间对有功、无功的需求有所不同,本文比较了变速抽蓄机组的几种有功、无功电流分配策略,提出了变速抽蓄机组的无功电流优先控制策略可满足弱电网在故障期间对无功电压的需求。最后通过变速抽水蓄能机组在实际电网中的仿真分析,验证了该策略的正确性。     

三相电压对称跌落双馈风电机组转子电压特性分析

针对电网故障产生的三相电压对称跌落,通过对电压跌落期间双馈风电机组（Doubly fed induction generator,DFIG）磁链和转子电压动态过程的详细论述,揭示了转子侧变换器在电压跌落期间不能提供足够的控制电压是造成转子侧过流的根本原因.以一台商用风电机组为例,得出电网电压不同程度跌落时,转子电压最大幅值-转差率特性,并计算出转子侧变换器所能输出的最大理论幅值.最后提出增强双馈风电系统在电压跌落期间运行能力的控制对策和保护措施.     

电流差动保护在柔直接入的交流电网中适应性 分析及改进措施研究

为适应新能源规模化接入电网,柔性直流输电技术应用日益广泛,我国电网已初步成为交直流混联电网。交流系统发生故障时,柔直系统提供短路电流的特征与传统同步发电机相比发生显著变化。首先分析故障特征的变化,柔直侧由于故障电流幅值受限,且负序阻抗无穷大,导致故障电流的幅值和相角与交流侧不同。分析了输电线路电流差动保护由于区内故障时两侧电流夹角增大,导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加,导致灵敏度下降甚至拒动。在此基础上,提出了差动保护判据的改进方案：分别利用零序电流、负序电流和正序电流突变量构成辅助判据,提高区内接地故障和相间短路时电流差动保护的灵敏度,从而提高了差动保护在含柔直接入交流电网中动作的可靠性。最后,通过仿真验证了所提方案的可行性。     

抽水蓄能机组微机保护的频率自适应

本文对抽水蓄能电发动机发电起动过程进行了数字仿真，针对抽水蓄能机组起动特性和电气运行特点，提出了一种逢适应频率跟踪算法，使在各种运行工况下抽水蓄能发一变组微机保护对电压和电流的采集，     

整流变压器纵差保护二次侧电流最佳补偿方程及整定特征

为弥补当前国内外大容量整流变压器只有过流保护而无纵差保护的缺失,论述了建立整流变压器纵差保护的关键内容。首先,提出并论证了整流变压器纵差保护阀侧电流互感器二次侧电流采样值的特殊处理方法,以及网阀两侧进入纵差保护CPU参与差动电流、制动电流计算的三相电流有效值应当采用何值,即论证其最佳补偿(或称转角)方程,它与常规电力变压器、换流变压器、电炉变压器等的补偿方程都不相同。然后,提出并论证了整流变压器阀侧两相短路时网侧电流相位及模值的独特计算方法。分析了两相短路及单相接地短路时整流变压器纵差保护的动作特性。整流变压器纵差保护整定计算特征能使整流变压器区内短路时动作灵敏度显著提高,并且使纵差保护的动作范围显著扩大,能保护整流桥的阀短路及直流输出端的短路故障。     

基于SCADA及时域最小二乘法的抽水蓄能电站发电机多工况参数辨识

为了辨识抽水蓄能电站发电机多种运行工况下的模型参数,通过建立发电机的微分方程模型,并经过数学推导建立了发电机实测数据变量与发电机待辨识参数数学关系。基于时域最小二乘法的原理,给出了发电机各工况下适用的参数辨识方法,并通过抽水蓄能电站的SCADA(supervisory control and data acquisition)数据采集系统获得运行数据并对各工况参数进行辨识。仿真验算运用南方电网某抽水蓄能在发电和抽水两种工况下的实际运行数据,通过编制C++程序分析计算得到发电工况和抽水工况下的抽水蓄能整个发电机系统的参数值。将参数值与实际铭牌值相比,误差不超过5%。仿真结果表明,运用高采样速度的实时运行数据,能够激发抽水蓄能机组的暂态和次暂态过程。这种经过采样数据和公式推导相结合的辨识方法比通过传统做实验的辨识方法更简单、方便、有效,且适合抽水蓄能机组多工况运行的特点。     

大型发电机组保护用TPY级电流互感器的研究与应用

大型发电机组保护采用TPY级电流互感器能够满足暂态性能的要求，可解决大型发电机组保护用电流互感器暂态饱和及剩磁问题，并满足差动保护各侧电流互感器型式一致的要求。我国电流互感器厂已开发制造出符合国产大型发电机组和工程需要的发电机套管式TPY级电流互感器。该类产品在设计和制造方面考虑了相关技术特点，满足了大批工程的需求。