基于逆变侧定电压控制的HVDC系统稳态和暂态响应特性研究

为测试逆变侧采用定电压控制和定关断角控制对直流输电系统稳态和暂态性能的影响,在CIGRE高压直流标准测试模型原有控制系统中增加了定电压控制模块,即整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定电压、定电流和定关断角控制相互配合的控制方式。在PSCAD/EMTDC仿真平台中对其整流侧和逆变侧三相短路故障下的控制器特性进行了稳态及暂态仿真分析,并与相应的CIGRE标准模型暂态响应特性进行了对比。结果表明逆变侧增加定电压控制方式能够提高直流输电系统在交流故障扰动下的性能,减少换相失败的发生几率。     

适用于海上风场并网的混合多端直流输电技术研究

针对海上风电并网的需求,提出了采用VSC换流器连接海上风场和弱受端交流系统,LCC换流器连接较强交流系统的混合多端直流输电系统拓扑结构,并对一个混合5端直流输电系统进行了详细研究。分析了5个换流器的电压电流控制特性,设计了直流系统控制策略,研究了系统在风速波动、逆变侧VSC和LCC分别出现三相短路故障以及直流线路故障时系统的动态响应特性,仿真结果表明所提出的混合多端直流输电系统具有较好的运行特性,可以适应海上风电并网的需求。     

逆变侧交流系统三相短路时直流系统贡献短路电流的机理和计算方法研究

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待解决的问题,国际电工委员会把研究三相交流系统短路故障时直流输电系统对短路电流的贡献列入了5年工作计划。针对这一问题,研究了交直流混联系统中逆变侧交流三相短路故障后,直流系统发生换相失败的暂态过程;分析了直流系统向交流侧贡献短路电流的机理和特性;得出了当直流输送功率较大时不能忽略直流贡献短路电流,且只影响短路电流峰值的结论;给出了一种基于分段函数的直流系统贡献短路电流的实用计算方法。最后通过仿真计算验证了文中所给出的机理和计算方法的正确性。     

直流输电系统在交流故障时的换相失败分析

换相失败是直流输电(HVDC)系统常见的故障,模拟仿真换相失败时暂态反映特性曲线非常必要,分析了产生换相失败的影响因素,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,以CIGRE直流输电第一标准模型为仿真电路,模拟逆变侧单相短路故障和三相短路故障时直流侧和交流侧的电压变化,波形显示单相短路故障比三相短路故障恢复快。若增大熄弧角γ来减小换相失败的几率,直流输电系统会减少输送功率,消耗更多的无功功率。     

柔性直流与交流并列输电换流器交流故障穿越

柔性直流输电的故障穿越是电网安全稳定运行的重要内容,特别是交流侧低压故障时产生的较大短路电流对换流器件的危害一直是研究热点.针对1个风电场经交直流并联输电的系统,当直流输电的逆变端交流侧发生严重短路故障时,提出通过控制换流站的内环电流控制器的输入电流指令的限幅环节来抑制换流器出口的过电流,即低压故障时切换到小一级的限幅器限值,同时为了阻止从整流站而来的功率积累过剩,造成直流电压上升,设计了整流站运行方式自动切换控制器,使整流站输电功率减小,将功率转移到交流线路,以稳定直流电压.最后通过仿真验证,证明提出的方法在抑制交流短路大电流、稳定直流电压方面效果显著.     

直流输电控制器原理及稳态特性分析

高压直流输电系统包含了各种分层控制方式,具有高度的可控性,其目的在于向系统提供高效稳定的运行.主要对分层控制中极控制层的控制器原理进行研究,并理论分析了整流侧定电流与定最小触发角控制器和逆变侧定关断角与定电流控制器从系统发生故障直至故障后系统再次恢复到稳态时的相关动作特性.在此基础上,基于PSCAD/EMTDC 的仿真程序研究了CIGRE直流输电标准测试系统在有扰动的情况下系统恢复到稳态时运行点的变化以及恢复过程中相应控制模式的转换.结果证明,故障时极控制器能迅速作出反应,并能根据所处的工况自行切换控制模式,以满足系统的要求.     

云广直流工程换流器交流侧接地故障仿真分析

云广直流输电工程采用双12脉动换流器串联的特殊结构,其换流器发生故障时的运行特性有待研究。基于云广直流输电工程控制保护系统的RTDS仿真实验数据,研究了站间通信处于正常和故障两种状态下的换流阀的交流侧接地故障,发现故障电流由于周期性的两相短路和三相短路从而形成周期性变化,建议增加直流极差动87DCM保护动作延时以避免保护动作可能扩大停电范围。     

直流输电系统故障对发电机轴系扭振的影响

通过仿真深入分析了直流输电系统的不同故障对发电机组轴系的影响,这些故障包括换流器故障与直流线路故障,并与交流系统短路故障对轴系扭振的影响进行了对比.研究结果表明,总体而言直流输电系统故障对发电机组轴系造成的冲击小于交流系统三相短路故障对发电机组轴系的冲击,但换流器桥臂短路故障与换流桥母线短路故障对轴系的冲击较严重,应引起特别重视.     

并联型多端直流输电系统的控制策略与故障特征

为适应并联型多端直流输电系统更灵活、更精准的电压、电流控制要求,对其控制保护策略进行了研究,提出了一种适用于并联型多端直流输电系统的控制策略和一种直流线路短路故障下不依赖直流断路器的故障清除策略,并研究了交流系统短路故障时多端直流系统与2端直流输电系统的不同特征。对一个并联型4端双极直流输电系统进行仿真分析,结果显示所提出的控制策略可行、有效,控制模式切换不会引起系统明显扰动,且在直流线路短路故障时可摆脱对直流断路器的依赖。相比2端系统,多端系统逆变站交流侧短路故障对系统的冲击更严重。     

电容换相换流器（CCC）直流输电系统故障特性及恢复策略

研究了电容换相换流器（capacitor commutation converter,CCC）逆变侧的故障特性,以及避免逆变侧单相短路故障后发生后续持续故障的对策、原理及操作时序。借鉴交流系统高压线路串联补偿补技术原理,首次运用"可控旁通开关"思想,成功解决了CCC直流输电系统逆变侧发生故障后不易恢复的缺陷,并通过仿真验证了策略的可行性。研究结果对于进一步提高CCC直流输电系统的动态特性及CCC直流输电技术的进一步推广具有重要意义。     

HVDC技术的发展应用情况综述

HVDC(高压直流输电)技术在我国具有广阔的应用前景。本文对HVDC的特点及其发展应用情况,我国HVDC工程建设的国产化情况,HVDC在我国的应用前景,以及多端HVDC、轻型HVDC和电容换相换流器(CCC)等新型HVDC技术的发展应用情况进行综述。     

超高压大功率直流输电系统的先进控制技术应用及发展

在总结直流输电系统常规控制策略的基础上,综合评述了近年来先进控制技术在高压直流输电HVDC(High-Voltage Direct-Current power transmission)控制及调制技术中的应用研究现状．介绍了当前各种控制研究所采用的技术路线和实现方式．重点分析了各种控制方法和控制策略的优点和不足．指出了HVDC控制研究中亟待解决的问题,如控制策略的综合评估,系统化多馈入交直流系统直流调制信号选取原则．具有自适应阻尼能力的HVDC小信号调制技术．具有鲁棒性的大信号调制技术．全局协调控制等。对可能的研究手段进行了探讨。     

轻型高压直流输电技术的发展与展望

介绍了在原有高压直流输电(HVDC)基础上，以电压源换流器和绝缘栅双极晶体管为主要部件发展起来的轻型HVDC技术，分析了轻型HVDC的基本原理和技术特点，比较了轻型HVDC与传统HVDC之间的区别，简要介绍了轻型HVDC在国外的一些工程应用以及我国的研究现状，并指出目前的主要研究领域，展望了其发展前景。     

基于遗传算法的HVDC整流器自抗扰控制器设计

针对自抗扰控制器(ADRC)参数不易整定的不足,在ADRC的参数整定中应用了一种综合考虑了控制器动态性能和被控对象输入受限两方面的改进遗传算法,该算法应用到直流输电系统的整流器控制器的设计中可提高HVDC的鲁棒性。仿真结果表明所设计的整流器定电流自抗扰控制器具有良好的控制性能,对系统的外扰和模型参数的摄动具有良好的适应性,所提出的整流器自抗扰控制器设计方法有效可行。     

高肇直流极二直流线路电压光电传感器故障及其解决方案

电压波动现象会对直流输电系统的安全稳定运行造成较严重的影响,长期的现场分析研究发现,高压直流输电系统经常出现的电压传感器故障是导致电压波动的直接原因.通过分析光电传感器在高肇直流高压直流分压器中的布局结构,阐述电压波动对高肇直流输电系统控制保护及极控软件监视功能的影响,针对高肇直流极二高压直流分压器二次回路单只传感器故障进行仿真分析,提出一套定位及更换故障光电传感器的参考方法.     

高压直流输电系统自适应粒度控制

HVDC系统的常规控制普遍采用PI控制策略。该策略是基于固定增益的稳定运行状态进行控制器设计。由于HVDC系统的响应随运行状态的变化而改变,使得PI控制器的性能很难实现最优。将粗糙集理论与粒度计算技术相结合,提出了高压直流输电自适应粒度控制器。控制器可根据HVDC系统运行参数的动态变化对增益大小进行调节,从而使系统的控制性能得到优化,仿真试验结果证明了这一结论。     

高压直流控制保护系统的设计与实现

在介绍MACH2直流控制保护系统的总体结构的基础上,给出了SCADA系统、交流站控系统、直流极控系统、直流保护系统的设计和实现方案。详细介绍了直流极控系统,包括其基本控制策略、基于电流过零信号的阀触发的监视和控制功能、无功功率控制、系统监视和切换功能。该方案已在我国葛洲坝－上海直流输电控制保护系统改造中应用,并取得了很好的效果。     

高压直流输电线路纵联差动保护研究

在对高压直流输电线路故障及其保护配置进行简单分析之后,详细讨论了直流输电线路纵联差动保护原理,并结合实际案例进行分析,针对直流输电线路纵联差动保护通道做出改进,提出改进直流线路纵联保护的措施.     

与弱交流系统相联的HVDC电压稳定相关问题的研究

当受端系统为弱系统时,HVDC的逆变的换相过程容易受到交流系统故障的和电压波动的影响,进而容易引起换流站交流母线的电压不稳定现象.本文首先讨论了如何利用短路比SCR来划分交流系统的强弱、存在的电压问题以及利用电压稳定指标VSI判别交直流系统电压稳定性方法.其次比较了不同控制方式下直流输电系统的电压稳定性,并给出了小扰动下提高交直流系统电压稳定的途径.最后展望了直流新技术对HVDC电压稳定的影响.