基于光纤以太网通信的大功率工业整流系统多点测量与能效分析

针对大功率工业整流系统各部件损耗及效率无法核算的现状,提出了一种基于光纤以太网通信的大功率整流系统多点测量与能效分析方法。以基于感应滤波技术的大功率工业整流系统能效分析系统为例,对能效分析系统的整体设计方案、同步测量机理以及能效分析算法进行了详细的阐述,给出了一种基于傅里叶变换的数据压缩与重构算法及直流大电流间接反演算法,并通过仿真和实验验证了算法的正确性和工程实用性。工程实例表明该能效分析方法可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的效率核算,实现整流变压器及整流器的损耗与效率分析,从而为提高装备效率及系统节能提供必要的依据。     

一种直流大电流间接计算方法

为解决化工、冶金等电解行业整流系统的效率分析问题,主要是直流大电流的准确计算难题,提出了一种基于阀侧交流电流检测的直流电流间接计算方法。以阀侧交流侧电流波形为依据,利用傅立叶分解出基波与各次谐波电流,通过迭代搜索求解数值计算方法计算出直流电流。针对实例波形,基于Graham-Schonholzer法推导了基波与各次谐波电流值,并与测试仪测试值进行了对比;其后通过分解值求解出直流电流,并与根据实际波形测量求得的直流电流值进行对比,结果表明了此方法具有较高的精确度,可满足相关整流系统的直流大电流测量及其效率分析。     

基于新型换流变压器的直流输电系统阀侧滤波方案的设计

根据基于新型换流变压器的交直流输电系统中谐波抑制和无功补偿新方案,分析计算了谐波电流在新系统下的分布,在此基础上对新建的直流输电实验平台系统阀侧滤波方案进行设计,详细计算了阀侧主要次特征谐波滤波器的设计参数.最后,对新系统下阀侧谐波方案进行仿真,并与传统滤波方案效果进行了对比,结果说明新系统下阀侧滤波方案可有效地将5、7、11和13次谐波抑制于阀侧,大大地降低流窜至交流网侧的谐波含量.     

特高压直流控制系统融冰工作方式研究

针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的现状,讨论了特高压直流工程阀组单极2阀组并联和双极2阀组并联两种方案;提出了特高压直流系统融冰的控制策略——整流侧并联的2个阀组分别处于定电流控制,逆变侧并联的2个阀组一个定电流控制、另一个定电压控制,其中逆变侧定电流阀组的电流参考值跟踪线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的阀组控制整个极的直流电压;分析了融冰方式需要在原直流控制保护系统基础上增加的功能。针对单极2阀组并联的融冰方案进行的实时数字仿真(RTDS)试验证明该融冰方案是可行和有效的。     

基于晶闸管的直流可控避雷器关键技术

电网换相换流器(LCC)与模块化多电平换流器(MMC)级联系统具备诸多独特优势,但其低压端模块化多电平换流器(MMC)由多个电压源换流器(VSC)换流器并联组成,当发生交流侧故障时会引起低压端直流母线过电压。为抑制MMC过电压问题,提出在直流母线侧安装直流可控避雷器。对交流侧故障时MMC过电压机理进行了理论分析,提出了直流可控避雷器拓扑结构。在深入分析直流可控避雷器不同运行方式的基础上,给出了直流可控避雷器的直流混合可控开关所需的极限电流耐受能力。为实现开关触发的快速性,提出在直流混合可控开关中采用串联晶闸管阀组方案。通过晶闸管Cauer计算模型仿真研究了极限电流下晶闸管阀组瞬态结温,验证了设计方案的合理性。基于某规划直流工程进行直流可控避雷器设计,并给出了主设备布置方案。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了系统的仿真模型,验证了所提出的直流可控避雷器拓扑抑制系统MMC过电压的有效性。     

电流源型混合直流输电系统建模与仿真

为解决传统直流输电系统换相失败问题,针对电压源型混合直流输电系统存在直流故障难以处理、平波电抗与直流电容容易产生谐振、无法进行潮流反送等缺点,分析了一种新型电流源型混合直流输电系统,其特点是整流侧采用传统的电网换相换流器,逆变侧采用基于全控型器件的新型电流源型换流器。重点推导了电流源型换流器在dq旋转坐标系下的低频和稳态数学模型,并设计了相应的控制器和控制策略。在PSCAD/EMTDC中以葛南直流系统为基础搭建了电流源型混合直流系统。详细阐述了启动和潮流翻转的步骤和过程,测试了逆变侧发生三相短路故障下系统的响应和恢复特性,研究了系统的直流故障自清理能力和重启动策略。仿真结果表明,该系统具有良好的性能,是直流输电系统在远距离、大功率应用领域一种可行的改进方案。     

特高压直流保护动作策略的研究

比较了特高压直流系统与常规直流系统在主接线上的区别，阐述了特高压直流保护的特点，划分了特高压直流保护的保护分区并配置了保护的测点，提出了特高压直流整流侧或逆变侧换流变压器故障、阀短路故障时的保护动作策略，并采用电磁暂态仿真程序对整流侧或逆变侧换流变压器故障、阀短路故障进行了仿真分析，仿真结果表明提出的动作策略能够可靠退出相应的12脉动换流器，保证直流系统的继续运行。     

高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析

阀短路保护是高压直流输电系统中换流器的主保护.文中定量分析计算了在整流侧和逆变侧发生阀短路故障时的故障电流,结果表明,相比整流侧阀短路,逆变侧阀短路时的短路电流要小得多,以此为基础分析了阀短路保护的动作方程,并按传统交流比率差动保护的方法确定了动作方程中的相关参数.对动作方程分析表明,由于整流侧和逆变侧阀短路时故障电流...     

地铁供电系统直流侧矩路暂态过程分析

24脉波整流系统因具有很强的削弱网侧谐波电流的功能,已广泛应用到城市轨道交通电网建设中.精确计算出该牵引整流系统的直流侧短路电流对设计短路时保护器件和相关电力设备是非常重要的.牵引整流系统直流侧短路可分为粘流所直流侧近端短路和牵引网远端短路.通过分析分别建立了近端短路暂态和稳态计算模型以及远端短路暂态计算模型,并通过Matlab对该模型进行了仿真,其结果表明了该模型的正确性.     

LCC-MMC混合直流输电系统直流侧谐波电流计算

针对一种在整流侧和逆变侧分别采用电网换相型换流器和模块化多电平换流器(MMC)的混合直流输电系统,提出了直流侧谐波电流频率计算方法和完整流程。在整流侧采用三脉动谐波电压源,等效了12脉动换流器的谐波输出特性;在逆变侧使用电容串联电感的无源结构,作为MMC直流侧等效电路;线路参数计算中采用了全相非解耦模型的改进算法。与基于PSCAD/EMTDC搭建数字仿真模型进行直流侧谐波电流计算结果的比较,验证了提出方法的准确性。     

直流微网用新型低压直流断路器设计及应用

提出了一种家用智能直流微网的架设结构,介绍了其主要特点。考虑到现实输电线路与负载都包含了少许感性成分,结合参考电压等级设计了一种用于低压配电网的小负荷直流断路器,并通过仿真验证其工作原理。仿真结果表明该断路器可以实现零电流机械开关的常规拉断,还可用作功率路由器的基本模块,为实现能量路由起到了重要作用。     

发电厂及变电站直流系统软件包的开发利用

从工程实际需要出发,根据直流系统设计规范,开发了一套用于600 MW及以下发电厂和500 kV及以下变电站、直流换流站等电力系统实用设计的直流软件包,有效规范并简化了设计过程,并已经在实际工程中得到了较好的应用.     

多端柔性直流电网保护关键技术

多端柔性直流电网直流故障后故障电流快速上升、无自然过零点等特点使得直流线路保护和故障处理技术成为柔性直流电网发展的关键技术难点。理论分析了多端柔性直流电网线路保护的特殊性,借鉴传统直流输电线路保护原理和点对点式柔性直流输电线路保护原理的研究现状,对多端柔性直流电网线路保护的发展方向进行了探讨。同时,全面分析了各类直流故障隔离方法的基本原理,从故障隔离能力、经济性、控制保护耦合影响等多个方面阐述了其进一步的发展趋势。最后,考虑到架空线路输电的应用前景,设计提出了一种适用于点对点式柔性直流输电系统、具有低电流危害的新型故障重合闸判断方法,较现有重合闸策略而言,该方法重合于永久性故障时能够彻底避免对系统的二次过电流冲击。在此基础上,讨论了多端柔性直流电网对重合闸策略的性能要求。     

中压直流断路器内部电弧特征分析与模型验证

基于Cassie和Schwarz电弧模型,借助Matlab/Simulink平台,对中压直流断路器内部电弧特性进行仿真分析。采用参数扫描策略研究了每种模型的电弧电压、电流的瞬态响应,确定了模型中每个参数对输出结果的影响。通过对比仿真和实测结果,验证了Schwarz电弧模型的正确性,适用于中压直流断路器电弧研究。     

直流大地运行时交流系统直流电流分布的预测方法

直流输电线路在系统调试或发生故障情况下,会处于单极大地回路电流运行方式。当直流输电系统的大地回流很大时,可能造成部分交流输电系统中的变压器处于偏磁状态。该文提出了分析直流大地运行时交流系统直流电流分布的数值方法。该方法使用矩量法分析复杂大地结构中由直流接地极、交流变电站接地网及其它埋地金属管道构成的多接地系统所产生的地中电流场。同时将电路理论与矩量法相结合,从而将多接地系统与地上交流输电网络联系起来。分析了贵广直流输电线路以大地为回路运行时,直流电流在广东春城变电站周围220kV及以上电网的分布,并与现场测试结果作了比较。     

特高压直流单极大地回线运行方式下分流分析及其对策

通过对向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程单极大地回线运行时出现分流现象的分析,得出分流的原因如下:极热备用或极闭锁时因控制逻辑合上旁路开关,导致运行极中性母线与停运极设备形成电流通路.探讨了分流的影响,提出通过运行操作、更改顺序控制或设计分流保护消除分流的措施,有利于提高特高压直流的可靠性.分析结果可为特高压直流工程设计、运行维护提供参考.     

一起变电站直流串入交流回路的异常分析与处理

针对某500kV变电站2号主变复役操作过程中,当拉开2号主变220 k V侧接地闸刀后,出现直流接地报警,合上该接地闸刀,直流接地告警消失的异常情况,经过分析查找,发现与该主变220 k V侧接地闸刀有联闭锁关系的2号主变2号电容器3221闸刀机构箱内的热继电器F1两副接点间内绝缘异常,导致直流串入闸刀交流控制回路。阐述了具体的故障处理过程,并给出了变电站在设计、施工、运维过程中防止直流接地的注意事项。     

直流滤波器高压电容器接地故障保护判据和方案

直流滤波器高压电容器发生接地故障对直流输电系统的安全、稳定运行影响巨大,现有的直流滤波器高压电容器接地故障保护方法存在选择性差、灵敏度低、定值整定困难等问题。立足于直流输电系统和直流滤波器高压电容器保护的需求,结合常用的H型高压电容器的结构特点,简化接地故障模型,提出了不依赖运行工况的新型高压电容器接地故障保护判据和保护方案,解决了现有保护存在的问题。使用实际的特高压工程仿真模型模拟高压电容器接地故障,验证了提出的保护判据和方案的有效性和正确性。     

变电站直流系统两段母线串电分析

直流系统正常对于变电站安全稳定运行意义重大.通过实际案例,介绍了两段直流正负极串电的现象,并对建立等效电路模型进行分析.利用电路的基本原理对等效电路模型进行化简,说明了两段直流正负极串电导致两段母线同时接地报警的原因,分析了两段母线串电带来的危害,同时提出了查找串电点的有效方法.     

交直流混合供电关键技术

除高压直流输电外,直流电能在中低压配电领域的应用受到越来越多的关注。从交直流混合供电网架结构、直流母线结构与母线电压等级、电源与设备接入直流母线方式、交直流混合供电网控制策略、交直流混合供电网保护控制等方面分析了交直流混合供电方案中的关键技术。提出交直流混合供电中还未解决的课题,并对其应用前景做出展望。