特高压直流输电系统物理动态仿真

为了满足±800 kV特高压直流输电控制保护设备测试及技术研究的需要,南瑞继保公司基于向家坝—上海 ±800 kV特高压直流输电系统电气参数搭建了特高压直流输电系统物理动态模拟仿真模型。该动态模拟系统不仅能够模拟特高压直流输电正常情况下的各种运行工况,还可以模拟换流变压器、换流阀、交直流滤波器、直流线路、交流系统等设备的故障。文中所述的闭环特高压直流输电仿真系统已成功应用于向上±800 kV特高压直流输电工程控制保护设备的出厂测试及国内特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,为特高压直流输电系统的建设和运行提供了有力的技术支持。     

一次复杂的直流线路故障分析

在某直流输电系统发生的一次线路故障中,因连续雷击的影响,造成直流线路过电压保护、阀组差动保护、交直流碰线保护、桥差保护、50 Hz保护等多个保护动作.文中根据相关直流控制保护功能的原理,结合故障录波,对该事故的过程进行了详细分析,并深入分析了产生直流线路过电压的原因及影响.提出了重视换流阀及其控制系统与直流保护的配合、...     

500kVHVDC南桥换流站交直流滤波器分析

1概述从葛州坝到上海南桥的±500kV高压直流输电工程，是我国第一条超高压直流输电线路，输送容量为120万千瓦。南桥换流站采用双极可控硅换流阀组，每极采用12脉冲的换流阀，单极额定容量为60万千瓦，额定电流为1200安。该项目由BBC公司总承包，换流阔的交直流两侧均设置了相应的滤波器，本文着重对交直流滤波器进行介绍和分析，供国内同行借鉴。2德波器及其电路南桥变电站有交流滤波器和直流滤波器，滤波器的设置情况见图1。2．1交流滤波器交流滤波器有Ⅰ、Ⅱ两组，Ⅰ和Ⅱ两组完全一样，各有四个不同参数的滤波器，分别接在两个换流阀组…     

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电动态模拟系统

介绍了基于模块化多电平换流器拓扑的柔性直流输电动态模拟系统,该模拟系统为背靠背的试验系统。以实际工程为原型,对交流系统、换流阀、换流变压器及直流电缆进行了等效模拟。并给出了交流系统、直流系统、换流阀、换流变压器的参数设计及模拟比设计。模拟系统采用了和实际工程现场一致的测量系统。介绍了故障模拟以及故障点设置。最后,介绍了动态模拟系统的稳态及故障穿越试验,并与实际工程现场的试验波形进行了对比,表明其能够准确模拟实际工程中的稳态及暂态特性,可以为柔性直流控制保护系统的设计提供试验验证。     

高压直流输电系统故障及控制策略

最近几年高压直流输电在我国有很大的发展,继葛—上直流工程以后,天生桥—广州±500kV直流输电工程又投入了运行。根据以上2个直流工程的控制与保护设置及试验和运行情况叙述了高压直流输电系统在各种故障,包括换流器故障、冷却系统故障、各种情况下的换相失败、交流和直流线路故障,交直流滤波器等故障所采取的控制对策。     

向家坝-上海特高压直流输电工程直流回路的谐振研究

通过对换流阀、平波电抗器、直流滤波器(DCF)、输电线路等直流输电系统关键组成部分的研究, 建立了计算UHVDC 系统阻抗频率曲线所需要的模型。计算采用PSCAD/EMTDC 模拟, 换流阀、平波电抗器、DCF采用集总参数模型, 输电线路采用扩展Bergeron 分布参数模型。利用此方法, 完成了向家坝—上海特高压直流输电工程的阻抗- 频率特性曲线的计算, 并给出了长距离特高压直流输电工程发生直流谐振的解决方案。     

交直流输电线路并行对换流变的直流偏磁影响及对策

交直流输电线路平行接近时,交流线路通过感性耦合在直流系统中会感应出交流分量．该交流分量经过换流器后会产生直流分量并流经换流变压器,导致换流变压器偏磁,影响直流输电系统的安全运行。本文针对交流输电线路对平行接近的直流输电系统产生的感性耦合影响问题开展研究,分析交流输电线路通过磁场耦合到直流线路中的交流工频分量的强度,研究由此影响造成的换流变阀侧直流偏磁电流,提出减小或抑制换流变阀侧直流偏磁电流的措施。     

云广±800kV直流理论损耗计算与节能措施

基于对云广±800kV直流系统设备的固有参数和运行参数,开发了基于Visual Basic的"特高压直流输电损耗计算与损耗管理系统"软件,利用该软件对该特高压直流系统的损耗进行了计算,包括其直流线路、接地极、换流阀、换流变、交流滤波器、直流滤波器、平波电抗器、交直流PLC的损耗.然后,对各种运行方式下线损率进行分析对比,提出了具有针对性的节能降损的措施.     

直流输电控制与保护系统的工程镜像仿真方法

为了研究直流输电工程对电网的影响,针对直流输电控制与保护系统,提出了一种工程镜像仿真概念并研究了其实现方法。首先分析了工程镜像仿真的基本原理和关键技术。然后针对直流输电控制与保护系统典型开发平台SIMADYN D开发了工程镜像仿真工具New Link C组态软件平台,利用New LinkC完成了直流控制保护仿真程序功能模块的编制,并封装成能够被RTDS识别的直流控制保护仿真模块,与已有的RTDS系统元件仿真模块(如交流系统、换流变压器、换流阀、直流线路、滤波器等)构成RTDS闭环交直流实时仿真系统。最后以贵广Ⅱ回直流输电项目为例,对比分析了实际控制保护系统与镜像系统的暂态过程,结果表明,该镜像系统能准确反映实际控制保护Ⅱ系统的运行特性,可替代实际控制保护系统进行直流输电工程的仿真研究。     

特高压直流输电控制与保护技术的研究

随着特高压大电网和交直流并网的开展,直流输电技术逐渐被广泛应用在实际工程中。在直流输电系统和换流技术研究的基础上,结合云广±800 kV特高压直流输电工程,系统地介绍了直流输电控制保护系统的分层冗余结构以及不同故障对应的保护措施,并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案。特高压直流输电控制保护系统的研究对特高压大电网和交直流并网的可靠、有效运行具有十分重大的意义。     

±500kV葛南与荆沪同塔双回直流系统特性仿真研究

文中以探究同塔架设的两回直流系统之间的相互影响特性为出发点,借助实际控制保护系统与实时数字仿真工具RTDS构成的闭环仿真系统对葛南与荆沪同塔双回直流输电工程的各种运行工况与故障进行了详细的仿真研究.进一步研究了相对于常规单回架设方式,直流系统采用同塔双回架设方式对各回自身暂态特性的影响情况,并针对同塔双回架设的方式可能...     

用于安全稳定控制的高压直流极闭锁判据

交直流并联运行电网中直流极闭锁后引起的安全稳定问题十分突出，如何正确判别直流极闭锁是安全稳定控制系统研究中的重要课题。采用数值仿真方法分析了直流极闭锁对电力系统稳定的影响，指出稳定控制装置必须正确、快速地判出不同形式的直流极闭锁。通过研究直流极闭锁的电气量特征以及直流控制保护系统的动作行为，提出了可靠的直流极闭锁综合判据，并进行了详细的阐述。通过介绍中国南方交直流混联电网安全稳定控制系统核心部分———高肇直流输电安全稳定控制系统，进一步论述了研究直流极闭锁判据及直流极闭锁后稳定控制的重要性。     

含嵌入式直流的受端电网动态响应智能分析方法

直流输电系统嵌入大型交流系统，将进一步增加换相失败、直流闭锁等故障对系统安全稳定的影响，交流系统与直流系统的交互作用，将使系统动态更加复杂；针对电网不同运行方式下大扰动后系统复杂动态响应特性分析难题，本文提出一种基于机电-电磁混合仿真与机器学习的智能分析方法。该方法基于PCA降维、DBSCAN、Kmeans等算法建立二阶段聚类模型，可针对直流落点近区严重故障后大量混合仿真动态曲线在高维空间中自动聚类，并给出相应标识与严重程度，提取交直流系统在不同故障下的典型动态模式，并自动标注并识别各模式下主导安全稳定问题。本文所提方法的有效性在2025年华东电网运行方式中得以验证，仿真结果标明，所提方法可有效提取不同故障下系统动态模式，将有效支撑后续复杂故障下的交直流系统动态机理分析。     

考虑换流器内部故障的LCC-HVDC动态平均化建模方法

随着多个高压直流输电工程陆续投入运行,中国输电网呈现交直流混联的特征,其稳态与暂态特性区别于传统的交流互联电网。常规高压直流线路采用晶闸管换流器作为交流系统与直流系统的接口,换流器内部发生故障往往给系统的运行带来安全风险。研究高压直流换流器内部故障对电网运行的影响,需要建立准确高效的直流换流器暂态模型。基于分立开关的直流换流器详细模型在仿真过程中需处理大量开关动作事件,计算效率无法满足大规模交直流混联电力系统在线分析的需求。提出一种考虑内部故障的高压直流输电系统动态平均化模型,能够准确模拟由于直流换流器内部故障引起的暂态响应,且具有较高的计算效率,并以CIGRE标准直流输电系统为例验证了所提出模型的准确性与高效性。     

逆变侧投旁通对给直流输电系统带来的影响

直流输电系统发生故障时,逆变侧保护动作后投入旁通对有助于快速停运直流输电系统、隔离故障。结合运行实例和仿真案例,举例说明了投旁通对的作用,探讨了投旁通对需注意的一些问题,如某些故障情况下需禁投旁通对、某些故障情况下投旁通对时应经选相,以及通信系统故障情况下投入旁通对可能带来的不良影响等。     

Novel topology of DC circuit breaker and current interruption in HVDC networks

With the emerging growth of high‐voltage direct current (HVDC) transmission in modern power systems, the HVDC grid has become a hot topic in recent academic research and real projects. In the DC grid, DC faults can have very serious consequences, and so the faulty DC parts need to be rapidly isolated from the system. Compared to the full‐bridge converters for the DC grid, DC circuit breakers are preferred to deal with this problem economically. In this paper, the self‐excited resonant DC circuit breaker is reviewed. Then, a novel scheme of hybrid DC circuit breaker is introduced, and the operation principle of the proposed circuit breaker is described in detail. Finally, a four‐terminal HVDC grid based on a modular multilevel converter (MMC) is used as the DC test system in PSCAD/EMTDC to verify the validity of the proposed DC circuit breaker. From the simulation results, it is seen that the proposed DC circuit breaker has advantages on current interruption time, voltage on DC circuit breaker, investment, etc. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

高压直流输电调度运行仿真技术探讨

讨论了高压直流输电系统调度运行仿真技术基本概念,提出了满足调度运行潮流计算所需要的直流输电数学模型和交直流混合潮流算法,介绍了全数字式与混合式交直流实时仿真装置的应用.对南方电网高压直流输电系统仿真技术实践情况进行了总结分析,验证了该数学模型和算法能较为准确地计算各种情况下的运行工况,使调度员和运行方式人员对交直流混合运行电网的特性认识更加深入.     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路保护仿真研究

本文在PSCAD/EMTDC平台上建立了实用的直流输电线路行波保护系统模型。通过分析高压直流线路发生故障后的特点,按照行波保护的原理,利用直流线路发生故障瞬间,线路上产生的暂态电流电压行波的幅值和方向不受控制系统作用影响的特点,通过计算直流电压下降率和直流线路故障前后的电压电流行波差值,来判断直流线路是否发生故障。在南方电网贵广直流输电系统仿真模型上对所建立的直流输电线路行波保护系统进行了仿真测试,通过设定极1整流侧直流线路发生接地短路故障,验证行波保护系统的动作情况,仿真测试结果证明了本文所建立的线路行波保护系统的正确性和实用性。     

基于NETOMAC软件的直流输电系统混合仿真计算及参数优化

基于ＮＥＴＯＭＡＣ软件的混合仿真功能,建立了直流输电系统的混合仿真计算模,该模型能在对交流网络进行机电暂态计算的同时,对直流网络进行电磁暂态计算,因而能较精确地考察暂态过程中直流线路的动态行为,并可对任意对称的交流系统故障,直流线路的故障以及故障后直流输电系统的恢复等过程进行仿真的验证的且所需仿真时间较短,针对ＣＩＧＲＥ标准测试系统的仿真结果表明了该方法的优越性。此外,还应用ＮＥＴＯＭＡＣ软件的优     

基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究

为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城（湖北江陵-广东鹅城）高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置（ADPSS）的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。