HVDC系统电容换相换流器特性分析

电容换相换流器(Capacitor Commutated Converter, 简称CCC)是一种新型换流装置。本文的第I部分主要阐述了CCC的工作机理,进行了矢量分析、波形分析以及各种运行特性分析,并对CCC进行了综合评价,指出其广泛的应用前景。第II部分着重探究并提出了CCC的无功功率特性、无功特性曲线以及经济补偿度等问题。     

龙政直流系统换相失败故障分析

从直流输电系统最基本的换相过程出发,对换相失败发生的原因、过程及软件中的逻辑原理进行了探讨。通过龙泉、政平换流站的两次换相失败的故障录波实例,详细分析了换相失败各参数的变化及其过程,揭示了换相失败发生故障的原因。     

龙政直流系统换相失败分析

通过龙泉、政平换流站的两次换相失败的故障实例,分析换相失败各参数的变化及其过程,揭示换相失败发生的故障原因。     

电容换相换流器在预防高压直流换相失败上的特性研究

换相失败是高压直流输电最常见的故障之一,严重时会导致极停运给电网带来更大危害。一种人工换相技术—电容换相换流器（CCC）,借助于换相电容上的电压能有效地减少换相失败发生概率。从CCC的数学机理出发,将CCC运用到高压直流,研究其在预防换相失败上的特性。以德宝直流枯小方式为模型,在PSCAD/EMTDC中采用优化仿真的方法通过计算换相失败临界阻抗的大小,反映CCC在预防高压直流换相失败上的特性。仿真结果表明,CCC的应用能够有效预防高压直流的换相失败。     

HVDC系统电容换相换流器特性分析(Ⅰ): 机理与特性

电容换相换流器（ＣａｐａｃｉｔｏｒＣｏｍｍｕｔａｔｅｄＣｏｎｖｅｒｔｅｒ,简称ＣＣＣ）是一种新型换流装置。本文的第Ｉ部分主要阐述了ＣＣＣ的工作机理,进行了矢量分析、波形分析以及各种运行特性分析,并对ＣＣＣ进行了综合评价,指出其广泛的应用前景。第Ｉ部分着重探究并提出了ＣＣＣ的无功功率特性、无功特性曲线以及经济补偿度等问题。     

一种新型无刷直流电机换相控制方法的研究

由于无刷直流电机存在转矩脉动,从而会导致电机运行的不稳定.首先分析了无刷直流电机的换相转矩脉动产生原理,然后对电机的停机过程进行了分析,提出当停机过程中存在换相时,由于转矩脉动的产生会对电机的停机精度产生影响.针对这个问题,分别采用传统的重叠换相和提出的动态换相技术进行研究.通过详细的理论分析和实验结果验证,发现当在停机过程中采用动态换相技术时,即使发生换相过程也能保持直流母线电流的平滑性,达到抑制转矩脉动,保证停机精度的效果.     

换相技术在三相负荷不平衡治理中的应用研究

配电台区三相负荷不平衡会对配电网的供电安全、供电质量和经济运行产生不良影响,是配电网薄弱环节中亟待解决的问题之一。目前,治理台区三相负荷不平衡最直接、最有效的技术措施就是根据三相负荷不平衡程度动态改变单相负荷接入的相序,将台区三相不平衡控制在规定的范围内。本文构建了换相数学模型,详细分析了换相控制策略,用基于换相控制技术的三相负荷不平衡自动换相装置,进行了过零投切换相实验和配电台区工程化应用实验,实验结果表明,换相控制技术在配电台区三相负荷不平衡治理上是可行的。     

变频调速系统在万家寨引黄工程中的应用

以引黄总干一、二级泵站引进东芝公司的SFC系统为例,阐述了负载换相同步电机变频调速系统的构成原理及起动过程,同时说明了SFC启动的稳定性.该装置的控制系统采用全数字化伺服系统,用软件程序来完成要求的控制功能.本SFC系统具有无级变速、起动速度快,以及很强的自诊断功能.     

基于Matlab的高压直流输电换相过程可视化

换相失败是直流输电系统中最常见的故障之一,对电力系统的危害极大。一旦发生换相失败,将导致直流功率无法正常送出及交流电压波形畸变。为了便于分析换相失败,以换相过程的可视化为重点,介绍了基于MATLAB的高压直流输电换相过程可视化程序的开发设计思想和总体结构,阐述了该程序所具备的功能。换相过程可视化程序提供了良好的图形用户界面,用户可以直观地观察到换相过程特别是换相失败时换流阀的导通状况及高压直流输电各种状态参数的波形,便于分析各种因素对换相失败的影响。     

基于电压时间换相面积预测的换相失败抑制方法

提前触发控制是降低高压直流输电系统换相失败发生概率的一种重要方法,精准的提前触发是该方法抑制换相失败的关键。根据换相电压时间面积理论,提出了一种基于换相电压时间面积预测的换相失败抑制方法。该方法不仅计及了故障后直流电流的变化,还通过换相面积的测量间接计及了故障后换相角以及等效换相电抗的变化。同时,该方法具有较清晰的物理意义,不需要通过复杂的参数整定来提升换相失败抑制性能。最后,以PSCAD/EMTDC中CIGRE标准模型作为测试模型,在不同故障下验证了所提方法的有效性。     

基于Matlab的高压直流输电换相过程可视化

换相失败是直流输电系统中最常见的故障之一,对电力系统的危害极大.一旦发生换相失败,将导致直流功率无法正常送出及交流电压波形畸变.为了便于分析换相失败,以换相过程的可视化为重点,介绍了基于MATLAB的高压直流输电换相过程可视化程序的开发设计思想和总体结构,阐述了该程序所具备的功能.换相过程可视化程序提供了良好的图形用户界面,用户可以直观地观察到换相过程特别是换相失畋时换流阀的导通状况及高压直流输电各种状态参数的波形,便于分析各种因素对换相失败的影响.     

高压直流输电系统触发滞后角与换相时间关系的分析

高压直流输电系统中,换流器是最为重要的元件之一,换流器的特性直接决定了高压直流输电系统的性能。在与换流器相关的诸多问题中,换流器的换相问题重要而突出。触发滞后角 与换流器的换相过程具有紧密的联系,详细地研究触发滞后角与换相时间的关系具有十分重要的意义。因此,分析了触发滞后角 与换相角 的关系,求解得到了最短换相时间 及对应的触发滞后角 ,求得了最大触发滞后角 ,指明了触发滞后角 的取值范围。分析证明了换相角 与触发滞后角 在不同取值范围时的单调关系。     

换相电压简化计算模型及其在换相失败评估中的应用

基于准稳态公式理论计算的换相失败评估方法,无法精确评估换相失败边界附近的情况,而基于详细工程模型电磁暂态仿真的方式虽然精确,但效率低且工作量大.为了在兼顾精度的同时提升换相失败风险评估效率,基于等值网络的状态方程,文中提出了交流故障后直流系统换相电压的简化计算模型,并进一步应用计算结果进行换相失败风险评估.通过仿真软件PSCAD/EMTDC,从换相面积和换相失败评估结果两个方面,验证了计算模型的有效性.结果 表明,对于故障后首次换相过程而言,应用文中模型求得的换相面积与仿真所得换相面积相差甚小,且应用该模型能较为高效精确地评估直流发生换相失败的情况.     

兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑

为提高传统直流输电系统抵御换相失败的能力,改善系统故障期间的动态特性,提出了一种基于晶闸管型全桥子模块(T-FBSM)的复合型电网换相换流器拓扑,在故障期间可以通过控制工作模式的切换同时实现换相电压的补偿及直流电流增长的抑制,从而提高换相失败的免疫能力。研究了T-FBSM与换流阀的协调控制策略,并设计了T-FBSM电气参数。最后,在PSCAD仿真环境中设置不同仿真案例,验证了所提新拓扑的电压、电流应力及换相失败抑制效果。仿真结果表明,所提复合式电网换相换流器拓扑协调控制策略及所设计的T-FBSM电气参数合理、有效,同时所提拓扑可以有效降低换相失败概率,并可改善系统的恢复特性。     

兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑

为提高传统直流输电系统抵御换相失败的能力,改善系统故障期间的动态特性,提出了一种基于晶闸管型全桥子模块(T-FBSM)的复合型电网换相换流器拓扑,在故障期间可以通过控制工作模式的切换同时实现换相电压的补偿及直流电流增长的抑制,从而提高换相失败的免疫能力。研究了T-FBSM与换流阀的协调控制策略,并设计了T-FBSM电气参数。最后,在PSCAD仿真环境中设置不同仿真案例,验证了所提新拓扑的电压、电流应力及换相失败抑制效果。仿真结果表明,所提复合式电网换相换流器拓扑协调控制策略及所设计的T-FBSM电气参数合理、有效,同时所提拓扑可以有效降低换相失败概率,并可改善系统的恢复特性。     

基于粒子群算法的无刷直流直线电机换相推力波动优化

主要解决不同速度下的换相推力波动问题.在充分考虑各种因素的条件下,建立了提前换相、滞后换相、换相时的数学模型,对模型进行求解,其中对换相时的模型进行了详细的分析,讨论了速度对推力波动的影响.介绍了粒子群算法,并采用粒子群算法取得最优的换相时间,相比直接计算最优的换相时间,计算量小、计算简单.最后在不同的速度条件进行了仿真,验证了算法的可行性.     

基于换相面积的CSCC-HVDC输电特性研究

受端电网的直流接入能力是高压直流输电系统规划和运行的关键问题之一。从可控电容换相换流器接入弱交流受端电网对换相失败的影响出发,在对可控电容换相换流器基本原理和拓扑结构进行分析的基础上,建立了可控电容换相换流器的稳态数学模型。为更接近工程实践和提升控制精度,考虑了高压直流控制系统的响应特性,并研究了以换相电压时间面积为控制目标的含可控电容换相换流器的响应控制策略。针对短路故障引起的换相失败,提出了利用限压器-并联间隙组合保护装置的故障恢复策略以缩短电容换相换流器的故障恢复时间。最后基于PSCAD/EMTDC平台,通过仿真验证并和其他方案的对比研究证明了上述控制策略对于降低弱受端逆变站换相失败风险和故障恢复的有效性。     

新型无刷直流电机换相转矩脉动的抑制控制方法

文中分析了永磁无刷直流电机的换相原理，以换相电流为研究对象，在研究了电机运行于高速区和低速区时换相电流预测控制规则基础上，提出了一种抑制换相转矩脉动的方法。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性。在换相期间通过检测直流母线上的电流，采用换相电流预测，确保在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等，从而保证了换相期间非换相相电流的恒定，并同时结合直流母线上负电流消除措施，有效地减小了换相电流的脉动，达到抑制换相转矩脉动的目的。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。     

基于多判据预测的特高压直流分层接入系统换相失败抑制策略

特高压直流分层接入系统受端逆变器在交直流侧均存在电气耦合关系。当某一电压等级交流系统发生故障时,交流电压跌落会引发故障层逆变阀组换相失败,而直流电流增大使非故障层逆变阀组也存在换相失败风险。现有的分层接入系统非故障层换相失败预防控制的启动时间滞后于故障层,不能有效防止非故障层逆变阀组换相失败。为解决上述问题,提出了一种基于多判据预测的特高压直流分层接入系统换相失败抑制策略,引入换相电流时间面积指标与原有换相失败预防检测结合,使非故障层换相失败预防控制的启动时间提前、启动精度增加,提升了非故障层逆变阀组对换相失败的抑制效果。在PSCAD/EMTDC中搭建了分层接入系统仿真算例,仿真结果验证了所提抑制策略的有效性。