特高压直流输电线路故障重启策略优化研究

为了解决以往特高压直流输电工程中直流线路故障重启策略不完善导致直流功率波动甚至双极闭锁的不足,提出了把直流输电运行工况和运行功率点加入到直流线路故障重启策略中。利用RTDS对特高压直流输电线路接地故障进行仿真,建立直流输电线路接地故障等效模型。针对在故障极重启动过程中非故障极实际直流功率波动大的问题,提出采用闭锁非故障极低压电流(VDCL)功能的方法来减少非故障极实际直流功率的波动。以溪洛渡左岸-浙江金华±800k V特高压直流输电工程为试验背景,仿真试验证明:所提出的特高压直流输电线路故障重启优化策略能有效的提高系统线路故障时的稳定性,具有很好的工程实用性。     

向上±800 kV特高压直流输电工程的直流保护闭锁策略

就向家坝至上海±800 kV特高压直流工程直流保护功能中的阀闭锁策略做了全面说明和总结。在检测到相关故障的情况下,为了获得更平滑快速或者更安全的停运效果,需要尽快的切除并隔离换流单元,防止故障的进一步扩大,以减轻对设备和电网的冲击。工程中现场试验模拟了各种故障情况,通过移相、暂停、闭锁等手段有效地保护了换流阀等一次设备。根据故障清除动作的不同组合和不同延时,可以把直流保护闭锁分成四种不同的闭锁类型。     

向上±800kV特高压直流输电工程的直流保护闭锁策略

就向家坝至上海±800 kV特高压直流工程直流保护功能中的阀闭锁策略做了全面说明和总结.在检测到相关故障的情况下,为了获得更平滑快速或者更安全的停运效果,需要尽快的切除并隔离换流单元,防止故障的进一步扩大,以减轻对设备和电网的冲击.工程中现场试验模拟了各种故障情况,通过移相、暂停、闭锁等手段有效地保护了换流阀等一次设备.根据故障清除动作的不同组合和不同延时,可以把直流保护闭锁分成四种不同的闭锁类型.     

云广特高压直流控制设备中保护功能分析

控制系统可以准确监控直流系统的运行状况,为此直流控制系统一般都配置有尽可能少的保护功能作为直流系统的快速闭锁保护。由于不同特高压直流输电系统的特殊性,在控制系统中的保护功能及数量也不同。本文对云广特高压直流输电工程控制系统中的保护功能进行了详细分析,并通过一系列事故案例说明控制系统中保护功能设置的优劣,以及其是否能够有效保护特高压直流设备,确保特高压直流设备安全稳定运行。     

防止特高压直流工程单双极闭锁的关键措施

特高压直流输电工程因其输送容量大、送电距离远得到越来越广泛的应用,然而,直流系统单双极的强迫停运严重影响着其安全运行。针对直流系统潜在的风险,从主回路接线方式和控制保护策略等方面开展了特高压直流输电工程主接线方案优化、直流线路重启动策略、金属回线自动转换方案、双极中性母线差动保护动作时序和直流滤波器保护配置等研究,提出了防止特高压直流工程单双极闭锁的关键措施。通过实时数字仿真系统对提出的措施进行了仿真分析,仿真结果及工程应用验证了措施的有效性。研究结果对提高直流系统运行可靠性、提升直流工程成套设计水平具有实际指导意义。     

±800kV特高压直流输电工程保护闭锁策略分析

对±800 k V特高压直流输电工程的保护闭锁策略进行了详细阐述。首先,对特高压直流工程故障隔离一般措施进行了介绍,特别地对旁通对投入的方式及作用进行了分析。其次,对特高压直流闭锁的4种类型进行了阐述,详细分析了4种闭锁的应用范畴及动作特性。最后,分析了直流两侧换流站有无通讯情况下,系统的闭锁策略。±800 k V宾金直流调试录波数据验证了动作策略的正确性。     

特高压混合多端直流线路保护配置与配合研究北大核心

特高压多端混合直流可提供更大容量、更经济和更灵活的输电方式,并兼顾了常规直流和柔性直流的技术优势。特高压多端混合直流与两端直流保护系统相比,在线路保护方面差异最大。采用全桥和半桥混合拓扑的特高压柔性直流输电换流器,具有直流线路故障自清除特性,因此对直流线路故障的处理要求也不同于采用半桥结构的多端柔性直流系统。基于特高压混合多端直流输电系统对线路故障处理的需求,分析了该系统直流线路保护的关键问题,并提出了直流线路保护配置方案和直流线路保护的配合策略,最后基于PSCAD/EMTDC仿真模型验证了所提出方案的可行性和有效性。     

特高压混合多端直流线路保护配置与配合研究

特高压多端混合直流可提供更大容量、更经济和更灵活的输电方式,并兼顾了常规直流和柔性直流的技术优势。特高压多端混合直流与两端直流保护系统相比,在线路保护方面差异最大。采用全桥和半桥混合拓扑的特高压柔性直流输电换流器,具有直流线路故障自清除特性,因此对直流线路故障的处理要求也不同于采用半桥结构的多端柔性直流系统。基于特高压混合多端直流输电系统对线路故障处理的需求,分析了该系统直流线路保护的关键问题,并提出了直流线路保护配置方案和直流线路保护的配合策略,最后基于PSCAD/EMTDC仿真模型验证了所提出方案的可行性和有效性。     

特高压直流输电系统直流线路电压测量异常对控制保护系统的影响

通过分析特高压直流输电控制保护系统基本策略及控制逻辑,明确电压波动异常的原因,并针对不同情况下直流线路电压测量异常对控制保护系统的影响进行了研究,指出了直流线路电压测量异常波动的特征,同时提出一种针对特高压直流输电系统线路电压波动时灵敏、快速、全面的监视方法,可及时预警,以便采取防范措施,防止电压波动异常导致故障范围扩大。     

高压直流输电线路保护的前加速

目前高压/特高压直流输电工程中基于行波等原理的直流线路快速保护的耐高阻能力不强,而针对高阻接地故障的基于差动等原理的慢速保护的动作速度又很慢。交流线路保护中靠近电源侧的前加速先无选择性地快速动作,而后再通过重合闸来纠正这种非选择性动作。文中将前加速概念引入直流输电线路快速保护中,达到直流线路故障下保护既快速又能适应高阻接地的目的;先动作移相而后通过闭锁等措施来纠正这种非选择性动作。分析了增加前加速段后需要考虑的问题,对故障过渡电阻阻值进行了估算。仿真验证显示线路末端500Ω接地故障约2 ms动作时区分区外故障仍然存在较大的裕度。     

环状柔直工程直流极闭锁判据及措施量计算方法

以往常规直流与柔性直流工程的结构均为端对端或多端辐射,对应的稳定控制系统采用换流变电气量和直流极非正常停运信号作为极闭锁的判据,但该方法不适合环状结构的柔性直流输电工程应用,无法可靠地识别换流器闭锁故障。文中根据张北柔直输电工程稳定控制系统研制经验,提出一种新的适用于稳定控制的直流极闭锁判据改进方法。该判据在直流轻载时将直流控制保护的特征信号作为主要判断对象,在直流极运行功率超过10%额定功率时则将直流控制保护的特征信号结合换流变电气量作为主要判断对象,改进后的判据同样适用于特高压直流输电工程与多端环网柔性直流输电工程。同时,文中提出张北柔直输电工程稳控措施量计算方法,为后续柔性直流输电工程、特高压直流输电工程应用提供了参考。理论分析及实时数字仿真系统(RTDS)实验验证了判据的可靠性。     

直流控保系统闭锁方式研究

闭锁是直流控制保护系统快速切除直流系统故障的一种手段,以保证直流换流站换流阀等一次设备的安全运行,直流输电系统的安全稳定运行必须要防止单双极闭锁事件的发生。±660 k V银东直流工程采用SIMADYN D控制保护系统,通过搭建的RTDS(实时仿真系统)进行了仿真试验,对SIMADYN D控制保护系统的闭锁时序进行分析,对未来建设特高压工程的安全运行提供参考。     

特高压柔性直流输电阀区接地故障保护策略

特高压柔性直流换流阀的全桥子模块数目足够多时,换流阀具有阻断故障电流的能力。在保护动作以后,只通过闭锁换流阀就能隔离交流连接线区域和上、下桥臂之间区域的接地故障。换流阀隔离刀闸与直流母线之间区域和高、低压换流阀隔离刀闸之间区域的接地故障,只能采取闭锁极的方法。而换流阀与换流阀隔离刀闸之间区域的接地故障,乌东德特高压混合直流工程采用了闭锁极的处理策略,另外提出了这一区域接地故障闭锁换流阀的处理策略。然后针对这两种处理策略分别给出了测量设备和保护配置,并提出了直流谐波差动保护和桥臂电抗器谐波差动保护解决在极中性母线侧的桥臂电抗和换流阀的引线上发生接地故障时差动保护灵敏性不足的问题。     

特高压并联型三端混合直流输电系统功率转带策略

特高压并联型三端混合直流输电系统作为多端直流输电的一种重要形式,相较于常规特高压两端直流输电系统,其在故障后的功率转带更为灵活和复杂。文中基于中国乌东德多端直流工程,提出了一种适用于特高压并联型三端混合直流输电系统的功率转带策略。基于闭锁前三站各极的功率水平、最小和最大输送功率能力以及所处的控制模式,计算并重新设置各站各极的功率、电流参考值,实现故障极功率的极间转带和站间转带,以减少功率损失,同时兼顾最小化非故障逆变站的接地极电流。通过实时数字仿真,验证了所提策略的有效性。     

一种特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路边界以及特高压直流输电线路的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用。分析现有特高压直流输电线路暂态保护原理的保护范围,指出现有利用保护元件区分本侧区内外故障的特高压直流输电线路暂态保护原理并不能实现特高压直流输电线路全线保护。综合考虑特高压直流输电线路边界和线路对故障暂态信号高频量的衰减作用,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理进行仿真验证。     

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。     

特高压换流站投旁通对的策略及改进

在特高压输电工程(UHVDC)紧急停运(ESOF)或者闭锁(BLOCK)的过程中,换流站需根据不同的控制策略,投入旁通对以及闭合旁路开关。这对快速隔离故障或者保障其他阀组正常运行起着重要的作用。而错误地投入旁通对将对直流系统的紧急停运或闭锁产生不良影响。笔者就极闭锁时是否投入旁通对进行了对比,对不同策略下的实际波形进行了分析,说明在极闭锁时不投入旁通对更有利于直流系统的稳定运行。     

直流保护策略对特高压换流站过电压与绝缘配合影响的仿真分析

特高压直流换流站作为特高压直流输电工程的枢纽,其绝缘配合方案对工程的技术经济性能影响较大。为研究特高压直流换流站绝缘配合研究中出现的直流系统保护策略对换流站过电压与避雷器配置的影响,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序建立了糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程的直流暂态过电压仿真模型,仿真分析了高端换流变YY阀侧接地和接地极线或金属回线接地故障下直流保护策略对直流暂态过电压和避雷器应力的影响。研究结果表明,直流系统保护策略对换流站绝缘配合有较大影响,糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程换流站中性母线避雷器配置方式或直流保护策略需要在云南至广东±800kV特高压直流输电工程基础上进行改进。工程中若不能减小换流器直流差动保护和中性母线过电压保护的延迟时间,则建议增加中性母线避雷器E1H和E2H的并联台数以满足设计要求。     

多端高压直流输电系统保护动作策略

多端高压直流输电(HVDC)系统保护动作后故障处理策略的选择与多端系统结构密切相关。详细分析了串联型和并联型多端直流输电系统的闭锁和线路故障再启动逻辑2类保护动作后故障处理策略,并简要介绍了其他保护动作处理策略。快速移相及同时投旁通对是串联型常用的闭锁策略;并联型常采用闭锁脉冲策略,以及禁止投旁通对策略。对串联型而言,极隔离实际上是换流器隔离;由于存在多条多电压等级的直流线路,从而线路故障处理策略复杂度很高;功率回降和极平衡需各主控站协同处理;新增合大地回线开关的处理策略。对并联型而言,线路故障处理需各整流站协同处理;新增降电流后闭锁策略;新增分断直流线路开关策略,便于隔离故障直流线路。     

±800 kV云广直流工程逆变侧单极保护动作导致双极闭锁原因分析*

±800 kV云广特高压直流输电工程已于2010年6月双极投入运行,在进行系统调试阶段,在站间通讯中断情况下,曾出现逆变侧单极保护动作导致双极闭锁的现象。本文根据现场的故障记录数据,对云广特高压直流双极闭锁的原因进行了详细分析。并针对分析出的结果,提出了修改直流控制系统内部参数等切实可行的改进措施,对特高压直流系统的现场稳定运行具有一定的现实意义。