基于ETSDAC的±800kV特高压直流输电系统仿真建模研究

±800 k V特高压直流输电技术是实现全球能源联网及大范围资源优化配置的核心技术之一,针对特高压直流输电的电磁暂态仿真研究是保证工程成功的必要环节。基于ADPSS仿真装置中电磁暂态仿真程序ETSDAC建立换流器、换流变压器、交直流滤波器、直流输电线路等仿真模型,并在此仿真平台上对某实际系统在两种故障情况下进行单极全压仿真模拟,与PSCAD电磁暂态仿真计算模型进行比较分析。结果显示:两个程序的计算结果基本一致,所建模型可较准确地模拟特高压直流输电系统动态特性。ETSDAC可以作为研究特高压直流输电系统的有效工具。     

基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究

为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城（湖北江陵-广东鹅城）高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置（ADPSS）的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。     

高压三极直流输电系统电流调制特性仿真研究

为研究高压三极直流输电系统的电流调制运行特性,基于华东电网江苏—上海实际交流线路参数,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了高压三极直流输电系统仿真模型,对利用交流线路改造后的三极直流输电系统电流调制运行过程中的稳态和暂态特性进行了仿真研究,并与常规直流输电运行特性进行了对比。仿真结果表明:将交流线路改造成高压三极直流输电系统,采用电流调制技术周期性切换导线上的电流定值,可以充分利用导线的发热极限容量,避免中性点流过电流,改造后的高压三极直流输电系统输送总功率从原来的1 200 MW提高到2 499 MW,增容效果显著;高压三极直流输电系统采用直流电流调制运行,各极直流电压、电流及功率特性与常规直流存在较大区别,可以通过改变电流调制比控制直流传输功率,改造后的高压三极直流输电系统谐波特性满足常规直流工程规范要求,高压三极直流系统暂态恢复特性与常规直流基本一致。     

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。     

同塔双回500kV高压直流线路感应过电压研究

为研究同塔双回500 kV高压直流线路在不同极线布置方式下对接地故障的过电压水平以及直流过电压大小的影响,根据实际工程参数,采用电磁暂态仿真软件PSCAD建立500 kV高压直流输电模型。模拟单极线路接地故障,得到不同极线布置方式在健全极线路上产生的过电压水平及分布情况,得出接地故障时最优的极导线排列方式。通过仿真分析了接地电阻,直流滤波器结构,直流线路安装避雷器以及线路参数等措施对直流过电压大小的影响。研究表明,改变直流滤波器结构,线路装设避雷器等措施可以有效的降低过电压水平。     

呼—辽高压直流输电系统全电压起动过电压的研究

高压直流输电系统全电压起动时将在逆变侧产生很高的过电压,是HVDC直流侧最为严重的过电压情况。采用东北首条高压直流输电系统呼—辽直流工程实际参数,利用电磁暂态分析程序包PSCAD/EMTDC以及MATLAB两种软件分别作为仿真平台,建立了呼—辽高压直流输电系统的模型,对其全电压起动进行了数字仿真。仿真结果具有较高的精确性,为现场实际运行提供了依据。     

永富工程直流线路故障重启动控制策略优化研究

为解决直流输电工程中两站极控系统站间通信故障工况下,逆变站直流线路故障重启动频繁重复动作,导致无法闭锁直流系统的问题,提出在上述工况下逆变站直流线路故障重启动失败时直接闭锁直流系统的优化控制策略.通过基于 RTDS搭建的永富直流输电工程仿真系统模拟接地故障验证该优化控制策略.仿真试验结果表明,该直流线路故障重启动优化控制策略能有效解决上述工况下存在的问题,具有良好的工程应用性,对目前在运的高压/特高压直流输电工程均具有借鉴意义。     

高压直流输电系统的通信

介绍了高压直流输电系统的直流控制保护系统及其对通信的要求，提出了高压直流输电系统换流站站间通信及直流换流站至调度中心的通信方案。     

基于小波变换的HVDC输电系统故障诊断研究

利用PSCAD/EMTDC工具,搭建了完整的高压直流输电系统的电磁暂态模型,对直流输电系统的各种典型故障进行仿真。经小波变换后,提取了多种典型故障信息特征波形。分析了直流线路保护区内与区外故障的暂态电流信号极性和过渡电阻等因素对电流暂态信号极性识别的影响。研究了在双极系统中,故障时两极之间电压耦合关系状态下,由电压变化量来判定故障极。由此提出了一种基于暂态信息的直流输电线路保护判据。仿真结果表明,该保护判据能准确识别故障位置,具有较高的耐过渡电阻能力,并且对通信通道的可靠性要求较低。     

天广±500 kV高压直流输电系统建模及仿真

根据天广直流输电系统工程的实际参数,使用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了包括交流系统、换流变圧器、整流/逆变器、交/直流滤波器、平波电抗器及直流输电线路的模型,并在PSCAD的CIGRE HVDC标准高压直流输电系统控制系统的基础上加以修改,搭建出天广双极双12脉动高压直流输电系统模型。仿真结果表明：该模型能够较准确地模拟天广直流输电系统,为研究双极高压直流输电线路故障提供了有效的工具。     

特高压直流输电控制保护特性对内过电压的影响

基于金沙江一期向家坝—南汇±800 kV直流输电工程的具体参数,利用电磁暂态计算软件EMTP-RV,针对直流输电控制保护动作特性对内过电压的影响进行了详细的仿真计算和分析总结,并对高压直流输电内过电压的研究方法提出了可行性建议。研究结果表明,高压直流输电系统控制保护动作时序对内过电压影响较大,在研究高压直流输电系统的内过电压时,应尽可能模拟实际直流输电系统控制保护的动作时序,以确保仿真结果更加接近实际系统。     

基于ATP的HVDC系统建模及谐波分析

为了探索交直流系统间的相互影响,从系统角度对换流站进行建模分析具有重要的意义。基于电磁暂态仿真软件ATP,阐明了高压直流输电系统详细建模方法,特别是其电气主结构、控制子系统部分的建模,并着重分析了锁相环、定电流控制及定关断角控制策略。以±500kV宝鸡-德阳直流输电工程为例,构建了详细的宝鸡-德阳直流输电系统ATP模型;将所建立的模型接入陕西大电网进行暂态计算,仿真验证了该系统在单双极运行方式下的正确性,并通过仿真波形、谐波和系统的实际运行数据对比验证了直流输电系统ATP建模方法的有效性。     

直流机电暂态仿真建模及与电磁暂态仿真的对比

对直流输电的机电暂态仿真模型进行了深入研究。推导了适用于整流侧和逆变侧的换流器通用数学模型,分析了换相失败的判断方法,同时对逆变侧定关断角控制器的模拟方法进行了详细分析。在机电暂态仿真软件中搭建了含有直流输电详细模型的测试系统。为了深入分析直流输电机电暂态模型的精确度,以直流输电逆变侧不同程度的故障对比了机电暂态仿真结果与电磁暂态仿真结果。结果表明:机电暂态仿真计算是理想化的,它对换相失败临界点的判断与电磁暂态仿真存在偏差;在发生换相失败故障时,机电暂态模型响应曲线与电磁暂态模型基本一致,机电暂态模型的有效性得到了验证。     

基于PSCAD／EMTDC仿真平台的特高压直流输电控制系统研究

以云广±800kV特高压直流输电系统为研究对象,利用PSCAD／EMTDC仿真软件建立交流系统、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,研究直流控制分层控制原理及其在PSCAD／EMTDC中的等效实现方法,利用该仿真平台进行云广±800kV特高压直流输电系统的控制系统建模。将基于本平台搭建的电磁暂态模型与实际工程系统调试时的波形进行了对比,证明该平台与工程实际控制保护系统功能等效。基于该平台进行直流工程控制系统仿真的结果可信,有利于更深入的研究高压直流输电的控制与保护系统并对分析结果进行仿真验证,具有工程实际指导意义。     

多回特高压直流输电集中落点稳定性研究

金沙江一期水电外送将出现更多直流送电华东、华中,多回±800kV级直流工程集中落点的交直流系统相互影响研究变得更加重要.本文以研究2015年金沙江一期水电送出系统动态特性为目的,提出了多回±800kV特高压直流集中落点的系统动态特性仿真研究重点.运用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,建立了包含3条±800kV特高压直流输电和3条高压直流输电的电磁暂态仿真模型,研究中换流器模型采用详细模型,克服了以往研究的局限.在此基础上研究了交直流系统各种故障下的动态特性,研究结果为金沙江水电送出系统规划及安全稳定措施的制定提供了理论依据.提出建立电磁暂态仿真模型的步骤,为研究大规模含特高压直流的多落点交直流系统的动态特性提供了一套可行的方法.     

特高压直流输电系统实时闭环仿真建模

仿真研究是发展高压、超高压和特高压电网的必要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于RTDS仿真器和南瑞继保研制的±800kV直流控制保护样机搭建了云广直流输电系统"孤岛"运行方式实时闭环仿真模型。为验证所建模型的有效性和可信性,与非实时电磁暂态软件PSCAD/EMTDC对单电气元件特性、云广直流输电系统稳态潮流和暂态特征进行了仿真校核和分析。校核结果显示,2种仿真工具模拟的电气元件特性、系统稳态潮流和暂态特征基本一致,从而表明了搭建的实时闭环云广直流输电系统的可用性和可信性。由于考虑了UHVDC控制与保护设备的控制作用的实时参与,所搭建的闭环云广直流仿真系统将更能反映实际交直流系统的动态特性,更具实际工程参考价值。所述的闭环云广直流输电仿真系统已成功应用于云广特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,从而为云广特高压直流输电工程的建设和运行提供了有力的技术支持。     

基于ADPSS的特高压直流输电控制保护系统开放式建模

目前特高压直流输电控制保护系统的仿真模型主要是基于典型的控制保护结构进行构建,难以准确地模拟实际特高压直流输电特性,且商业仿真软件大多提供封装式模块,难以根据实际情况进行修改和自定义建模。因此有必要搭建开放式特高压直流输电控制保护模型,以便准确地模拟实际特高压直流输电工程的控制保护特性。ADPSS可实现交直流机电暂态与电磁暂态混合仿真,在解决交直流混联电网建模问题上具备独有的优越性。在ADPSS平台上搭建了基于实际特高压直流输电工程的开放式控制保护系统,包括完整的换流器控制系统、换相失败预测控制与换相失败保护等。通过对比实际工程实验和所搭建的仿真模型在控制指令阶跃响应仿真与逆变侧交流系统故障仿真下的结果,验证了基于ADPSS的控制保护系统模型的准确性和有效性。     

高压直流输电极控系统的RTDS模型

极控是高压直流输电系统运行所不可或缺的。文章基于直流输电的调节理论和极控的基本功能要求,在实时数字仿真器RTDS上建立了较通用的极控模型,使高压直流输电系统RTDS模型能够按照设计参数仿真运行并模拟各种故障。该研究已应用于我国西北-华中背靠背直流联网工程。     

云贵互联通道工程远动通信系统设计

本文介绍云贵互联通道工程的建设状况,阐述该直流输电工程远动通信系统的整体架构、功能设计及软硬件实现,经过厂内功能性试验和动态性试验的验证,其远动通信系统能够完全满足云贵互联通道工程的需求.该套远动通信系统于2020年6月11日正式转入商业运行.本文对特高压直流输电工程、超高压直流输电工程、背靠背直流工程及柔性直流输电工程远动通信系统的研究与设计具有一定的指导意义.     

特高压直流输电工程远动通信系统的设计与实现

介绍了特高压直流输电工程在我国的发展现状,结合实际分析了特高压直流输电工程远动通信系统的总体结构,完成了远动通信系统的功能设计及软件实现,利用101/104模拟主站对该远动通信系统的功能和性能进行了测试,并对通信报文进行了分析,得出通信报文完全符合DL/T 634.5101-2002 / DL/T 634.5104-2002规约定义的报文结构,验证了该远动通信系统能够很好地满足特高压直流输电工程的需要,对特高压直流输电工程远动通信系统的研究具有指导意义。