特高压直流换流站培训模拟系统的研究与应用

以±800 kV复奉直流特高压输电系统为原型,开发了首套特高压直流输电培训模拟系统（UHVDC TS）。使用该系统不仅对±800 kV换流站一二次设备、控保系统进行了完整仿真,而且对换流站的监控系统,以及所在的特高压交直流电网进行了详细仿真,实现了换流站设备、换流站监控系统和特高压交直流电网一体化联合仿真,可以对±800 kV特高压直流系统的运行进行全过程、全场景模拟,满足特高压直流运行相关人员的培训需要。该系统已成功投入运行,取得了良好的培训效果。     

全息多场景特高压换流站反事故推演平台研究及开发

研究开发一套全息多场景特高压直流换流站反事故推演平台,包含PSCAD模型计算引擎、仿真控制系统、换流站运行人员工作站和三维虚拟现实服务器,其可为运行及检修人员进行反事故推演、故障模拟预演、控制保护策略分析及培训提供有效的技术支撑。本平台依据实际换流站工程搭建一次设备物理模型,同时创新性的运用PSCAD模拟实际工程二次设备控制保护内部逻辑,实现整个特高压直流输电系统的运行仿真与故障反演。为确保其准确性,仿真平台运用换流站控制保护程序自动转换技术,将实际换流站的二次控制保护模型无缝移植至本平台,仿真准确率可达到95%;为提高仿真效率,本平台通过自动化试验技术,批量进行各种运行方式及故障类型的模型仿真,提高了仿真效率;同时本平台展示系统采用全息三维技术,形成全站设备的3D模型,实现全换流站一二次设备的可视化展示。     

±800kV特高压直流换流站控保系统功能测试

为确保特高压直流换流站控保系统及设备的安全、稳定和可靠运行,需定期对控保系统的功能和性能进行全面的测试和验证.为此对某特高压直流换流站控保系统的总体构架和功能组成进行了介绍,并对控保系统的主要测试项目、测试内容及测试方法进行了说明,以期为从事换流站控保系统测试的人员提供参考。     

特高压直流输电控制保护系统实时仿真技术的研究及应用

采用模拟高压直流输电一次系统的RTDS平台与直流工程的实际控制装置相结合的方法,实现直流工程的仿真验证平台的搭建,存在占地面积大、接线复杂的问题。提出了一种直流输电控制保护系统实时仿真的技术。使用Matlab/Simulink图形化的方式一比一搭建直流控保程序,通过代码转换及多线程优化调度方案将图形化程序转变为CBuilder代码文件,构建高集成度的RTDS自定义元件,只需采用单个RTDS计算单元实现了整个直流工程换流站的控保程序计算。在RTDS仿真平台上对所提出的技术进行了验证,试验结果表明该技术有效、可行。该仿真技术使交直流混联大电网的实时仿真问题变得更加经济、高效。     

PSCAD/EMTDC与直流控制仿真模型接口研究

建立实际直流控制系统的精确仿真模型是当前进行直流输电控制系统仿真研究的重要课题。PSCAD/EMTDC所提供的仿真模型较为简单,在利用PSCAD/EMTDC平台进行直流输电控制系统仿真时,采用软件编程形式构造自定义模型较为实用。提出了PSCAD/EMTDC与实际直流控制仿真模型的接口实现方法,并用一个仿真实例验证了方法的可行性和正确性。     

高压直流输电控制系统仿真模型研究

高压直流输电控制系统仿真模型是建立电力系统运行人员培训系统的关键内容,对保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。本文在分析高压直流输电控制系统工作原理的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件平台搭建了与实际控制系统一致的直流输电控制系统仿真模型,并对仿真控制模型进行故障仿真验证,仿真结果与实际直流输电现场录波结果一致。仿真结果表明：直流控制模型可以满足高压直流输电的仿真培训需求,可应用于直流输电控制系统的理论研究和仿真分析。     

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电控制系统设计

为了设计并搭建基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电(MMC-MTDC)控制系统。首先分析了模块化多电平换流器的基本原理,并基于此基本原理设计了阀组级控制器以及采用矢量控制的换流站级控制器。接着,设计了适用于MMC-MTDC的直流偏差控制器;最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中对所设计的控制系统进行仿真分析。仿真结果表明:控制系统实现了换流站的功率控制与交流电压控制,并且使得换流站具备了孤岛供电能力;在定直流电压换流站故障退出运行后,后备定直流电压换流站能够自动实现直流电压的偏差控制;各级控制器间的相互配合使得所构建的MMC-MTDC系统稳定、可靠地运行。     

纯数字高压直流输电仿真培训系统的研究

分析了纯数字高压直流输电仿真培训系统的技术可行性,提出了该系统应具有的基本功能,并进行了系统分析和设计,用纯数字高压直流输电系统的模型和换流站仿真系统的异步运行实现仿真系统的实时性。该系统以SUN工作站为硬件平台,以X－Windows,INGRES数据库及PSCAD／EMTDC为软件平台,满足了仿真精度和培训实时性要求。     

基于交流母线电压扰动量的高压直流系统换相失败抑制策略

高压直流输电系统的换相失败是换流站常发生的故障,影响着直流输电工程的安全稳定运行,而交流系统的扰动是直流换相失败的主要原因之一。该文研制宽频带电磁暂态电压在线监测装置,根据该装置的测录数据进行聚类及相关性分析,发现交流系统故障引起的交流电压暂态扰动量与高压直流工程是否发生换相失败具有较强相关性。据此提出基于交流母线电压扰动量的高压直流系统换相失败抑制策略。根据CIGRE标准控保系统和国内常用控保系统建立直流工程仿真模型,应用故障扫描仿真以及基于近年来的林枫直流和复奉直流输电工程的换相失败故障录波数据的事件仿真,对比验证可知抑制策略对高压直流输电工程的换相失败事件具有良好的抑制效果。为达到更好的应用效果,建议根据不同的直流工程和交流电网实际情况开展实时仿真,选择最优参量值。     

直流系统紧急功率支援的限制因素分析

为了保证直流系统在紧急功率支援时能有效提升实际输送功率,有必要分析直流系统实际输送功率受直流换流站交流母线电压波动的影响情况。在理论分析时直流系统采用了准稳态模型,然后根据直流系统Ud-Id特性曲线分析得到直流系统的各种可能的运行模式受两端换流站交流母线电压的影响情况,最后针对每种模式计算得到此时直流系统的实际输送功率。仿真结果表明,理论分析得到的直流系统实际输送功率受两端换流站交流母线电压的制约情况与PSCAD/EMTDC中直流系统详细模型的仿真结果一致。研究结果表明,只有两端换流站交流母线电压维持在一定电压水平,才能使直流系统实际输送功率达到紧急功率支援指令值。