基于高频链直流变压器的柔性中压直流配电系统分析

为了克服柔性中压直流配电网工频方案中变压器体积大、重量大、噪音大、控制不够灵活等问题,提出一种基于高频链直流变压器的柔性中压直流配电系统。该系统中直流配电母线不仅包括中压直流母线,还包括低压直流母线;中低压直流母线之间通过直流变压器进行连接;低压直流母线用于接入各类分布式电源。该系统中高频链直流变压器的使用不仅实现了不同电压等级直流母线间的电压变换、能量管理,还可以有效提高系统功率密度。介绍了中压柔性直流配电系统架构,给出了高频链直流变压器以及其它典型换流器的设计和分析,并对直流配电系统的工作模式和控制器进行了设计。最后,搭建了仿真平台,验证了系统的有效性。     

直流配电技术综述(英文)

目前电力消费终端中直流负载所占比重正越来越高,采用直流配电可以减少变流环节提高用电效率;此外,相对于交流配电,直流配电网更加易于新能源发电机和储能装置的接入,因此直流配电在解决能源危机中体现着开源可节流的双重作用,并得到越来越多的关注。在参考直流输电、船载直流系统、数据中心直流配电系统、分布式直流供电系统和风场直流汇集系统等研究基础上,概括了直流配电效率、输送容量、拓扑结构、系统稳定性、潮流计算和控制、继电保护和直流变压器等方面的国内外研究现状,并进行了评述。最后指出了直流配电网的几个需要深入研究的基础性问题。     

交直流混合配电系统中的交流窜入直流故障仿真分析

主要针对交直流混合配电系统中交流窜入直流故障进行仿真分析.首先分析了交流窜入直流故障机理,将 交流窜入直流故障分为内部交流窜入故障和外部交流窜入直流故障;然后构建交直流混合配电系统的典型架构,在 MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,分别验证内部交流窜入直流和外部交流窜入直流的故障特征,为直流系统的交 流窜入直流保护奠定理论基础.     

直流接地故障的分析和处理中的注意事项

直流系统是变电站和发电厂的重要组成部分,由于回路繁多,很容易发生故障。直流系统故障中,以直流系统接地故障最为常见。本文介绍笔者在实际工作中遇到的直流接地故障,并提出处理直流接地的注意事项。     

天中直流控制保护系统模拟量自检逻辑分析

天中直流是第一条采用国产化直流控制保护技术路线的特高压直流输电系统,直流控制保护系统的运行可靠性对天中直流的安全稳定运行至关重要。模拟量是直流控制保护系统的源头,模拟量的准确性直接决定着控制和保护逻辑执行的正确性,影响着直流输电系统的运行可靠性。以天中直流中州换流站为例,详细分析了直流控制保护系统模拟量的自检逻辑,以期对后续特高压直流输电工程设计、建设和运维工作提供一定的参考依据。首先介绍了中州换流站直流控制保护系统模拟量的配置情况;接着分别对直流控制和直流保护用模拟量的自检逻辑进行了详细分析;然后根据工程调试存在的问题,指出了现有模拟量自检逻辑存在的不足之处;最后提出了进一步完善模拟量自检逻辑的建议和意见。     

一种具有直流故障阻断功能的新型非隔离型高压直流变流器∗

中高压直流变流器在直流输电、社区中压直流供电和全电船舶等领域有巨大的应用潜力,已成为学术界研究的热点.当前在中高压直流断路器尚未商用的情况下,具有直流故障阻断功能的中高压直流变流器成为技术研究的重点方向之一.受低压Cuk电路启发,提出一种兼顾模块化特性和直流故障阻断功能的新型非隔离型中高压直流变流器拓扑.该拓扑可在维持子模块电容电压均衡的前提下,实现串联电力半导体器件的软开关操作,避免了动静态均压问题.与现有的具有直流故障阻断功能的直流变流器相比,所提拓扑减少了开关器件的数量,降低了系统的成本和体积.基于MATLAB/Simulink的仿真,研究验证了该拓扑的可行性.     

直流配电电能质量研究综述

直流配电的电能质量研究直接影响到当前直流配电理论技术的发展。首先论述了直流配电系统的配电电压等级和网络结构,然后详细分析了当前直流配电系统中存在的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题。接着重点阐述了迄今为止国内外相关的直流配电电能质量标准,以及适用于直流配电电能质量的评估体系和方法。之后总结归纳了当前国内外对直流配电系统中电能质量问题的治理方案。最后对目前直流配电电能质量的研究方向进行了探讨,为今后直流配电电能质量的研究提供参考。     

±1100kV直流旁路开关浅析

结合重庆—准东±1100kV特高压直流输电工程,分析了直流旁路开关在特高压直流输电工程中的作用及操作顺序,并对直流旁路开关设计方案进行简要分析。重庆—准东±1100kV直流输电工程中安装了现有±500kV直流输电工程所没有的一种开关设备——直流旁路开关（Bypass switch,BPS）,特高压直流系统中安装旁路开关的目的是为了提高直流输电系统的可靠性和能量利用率。     

高压直流输电线路故障清除及恢复策略研究综述

高压直流输电线路故障后的快速清除和恢复对整个系统的稳定、可靠运行至关重要。文中分析总结了现有基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)系统和基于电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)系统中直流线路故障清除及恢复策略。指出现有策略中存在盲目恢复的不足,会对整个系统造成更大的冲击或者不必要的停运。提出了一种可能的解决方案:在不同直流输电系统中展开直流输电线路故障自适应恢复研究,实现直流输电系统的安全、快速恢复,完善直流线路故障综合处理方案。     

直流系统中空气断路器和熔断器级差配合试验研究

直流系统中空气断路器和熔断器级差配合试验研究模拟变电所直流电源系统断路器和熔断器级差配合的实际使用环境,编制了多种试验方案,对蓄电池直流系统的两段保护和三段保护直流断路器及熔断器级差配合的选择性进行了上下级配合的实际分短路分断试验,取得了大量有价值的数据和波形,提出了试验结论和验证了直流系统直流断路器级差配合的原则.该项研究还针对目前浙江电网直流系统中存在的问题提出了提高直流系统可靠性的改进措施,为今后直流系统断路器和熔断器的设计选型和技术改造提供了依据.     

±1000kV特高压直流互感器的选型与研制

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1000kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,云南-广东和向家坝-上海±800kV特高压直流工程中直流互感器均依赖于进口,我国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,±1000kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800kV直流工程中直流互感器运行情况的基础上,对于±1000kV直流互感器进行了选型、结构、性能及关键技术等方面的研究。分析结果对研制±1000kV特高压直流互感器具有指导作用。     

基于物联网技术的智慧楼宇直流配电智能监控方法

直流配电监控可为智慧楼宇直流配电装置的稳定运行提供依据。为提高智慧楼宇直流配电的监控精度,提出一种基于物联网技术的智慧楼宇直流配电智能监控方法。根据智慧楼宇直流配电电流的变化率,计算出直流配电装置之间产生的短暂电压值,再利用智慧楼宇直流配电的直流电压,计算出智慧楼宇中直流配电装置的最大直流电流,结合变换处理,提取出智慧楼宇中直流配电的特征。利用信息传感设备,将电容与智慧楼宇直流配电装置相连接,建立电容电流和占空比之间的关系表达式,通过直流配电装置的传递函数与闭环传递函数的融合处理,设计智慧楼宇直流配电监控算法。实验结果表明,引入物联网技术后,可监控智慧楼宇直流配电的电流,并将监控精度控制在90%以上。     

变压器中性点注入反向抗偏磁直流的应用分析

三峡直流输电单极对地运行产生的直流偏磁,影响了500kV武南交流主变压器中安全运行,介绍了用自行研制的直流发生装置和自动控制装置,在变压器中性点注入反向直流电流的方法,并予以实施,实际运行中,直流偏磁从11A减少到剩余的2.2A,变压器的噪声和振动随之大大下降,取得抵消直流偏磁的满意效果。     

基于温度场分析的直流电能表计量准确度研究

针对设计相同、同一批次电动汽车直流充电桩在不同地区存在计量准确度不同的问题,从环境温度对直流充电桩中直流电能表计量准确度影响进行深入研究。除自然温度外直流充电桩充电中计量直流电能表周围和内部主要发热器件分别是外部分流器和内部电源芯片,考虑到电能表内部电路中对计量准确度影响最大的是计量芯片,文章研究对象确定为直流充电桩用采用分流器的直流计量表,针对其处于高寒地区,环境超低温表内部电源芯片、表外部分流器的发热共同对直流计量结果的影响,文中为直流电能表建立有限元模型,用于分析其所处环境温度场和以分流器为代表的发热量大的直流电能表配件和内部器件的温度分布,并联合数值仿真软件对其进行数值分析,最终得到直流电能表在高寒地区计量结果随温度变化的规律。     

中低压直流配电系统的分散式统一控制策略

中低压直流配电系统由中压直流母线、低压直流母线、直流变压器等组成,具有多电压等级、多直流母线、多变换器的特点,系统的运行方式与协调控制策略更加复杂。文中以中低压直流配电系统为研究对象,提出了一种基于直流母线电压信号的分散式统一控制策略。直流母线上的光伏发电单元、储能单元、燃料电池单元均采用分散式控制策略,根据直流母线电压调整各自的工作模式。直流变压器采用统一控制策略,集功率控制、中压与低压直流母线电压调节功能于一身,直流变压器根据中压与低压直流母线电压偏差的标幺值,自动调节传输功率的大小与方向,从而实现系统的全局功率均衡。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了中低压直流配电系统的仿真模型,并对多种运行状态和场景进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。     

中低压直流配电系统:关键装备阻抗建模与稳定性分析

中低压直流母线电压稳定是中低压直流配电系统稳定的关键指标.针对由多绕组变压器隔离型变换器与输入串联输出并联的多模块Boost+LLC型直流变压器组成的中低压直流配电系统,为分析其小信号阻抗稳定性,建立柔性变换器、直流变压器和Buck变换器的小信号模型,推导中压和低压直流端口阻抗表达式.采用阻抗分析法分析了表征级联系统稳定性的参数,以伯德图和奈奎斯特曲线为依据,分析了电路参数和控制参数对系统阻抗特性和级联系统稳定性的影响.分析结果表明,增加柔性变换器电压控制环参数和直流变压器电流控制环参数,可提高中压直流级联系统的稳定性.增加直流变压器电压控制环参数,可提高低压直流级联系统的稳定性.最后在MATLAB/Simulink平台中搭建系统仿真模型,验证了所推小信号阻抗模型的正确性.     

考虑电能管理的供电系统自治协调控制策略

直流供电系统以便于光伏发电、储能和直流负荷接入等优势成为新研究方向.针对直流供电系统中不同变换器之间的协调控制难题,提出了基于直流母线电压信息的自治协调控制策略.系统中各并网装置通过判断直流母线电压信息自适应选择控制模式并无缝切换,以保证直流母线电压稳定;采用自适应变下垂控制方法,保证微网中各并网设备输出功率均衡、合理,实现直流供电系统具备"即插即用".最后仿真验证了所提策略的有效性和正确性.     

直流断路器电弧研究的新进展

近年来从低压、中高压直到特高压直流输配电系统迎来了一个快速发展的黄金时期,相应的各类直流断路器也成为了一个新的研究热点。在直流断路器的开断过程中,电弧的产生将极大地影响直流开断过程,因此对于电弧演化和熄灭过程的研究是直流断路器研制的关键问题。根据电压等级和开断原理的区别,目前的直流断路器主要分为三类,即空气断路器、自激振荡式断路器和混合式断路器。本文对三类直流断路器中电弧相关的仿真和实验工作进行了综述,并对直流断路器下一步的研究工作进行了展望。     

我国直流输电技术自主创新研究

直流输电工程在我国“西电东送”中发挥了巨大作用。但目前投运的直流输电系统几乎全部由外商成套供货,整个系统的设计、制造、试验、安装、调试等核心技术仍由外方主导。随着直流输电容量在西电东送中占据越来越大的份额,直流输电工程自主化迫在眉睫。针对我国在直流输电工程自主化中存在的主要问题,介绍了南方电网技术研究中心在高压和特高压直流输电工程技术自主创新实践中的主要工作和体会,对我国特高压直流输电关键设备自主研发提出一些看法和建议。     

三相无隔离并网逆变器差模直流分量抑制

近年来分布式并网发电受到越来越多关注,抑制直流分量注入电网是并网系统必须解决的首要问题,直流分量可分为共模直流分量和差模直流分量。通常使用工频变压器实现直流分量隔离,然而变压器增加了系统的成本、体积和损耗,在无隔离并网系统中,理论上逆变器通过精确地控制可以使输出电流差模直流分量为零。实际上由于闭环系统中测量误差(包括模数转换误差、传感器测量误差)等原因,逆变器输出电流中包含差模直流分量。本文通过与基于瞬时无功功率理论的谐波检测抑制差模直流分量的方法对比,提出了采用滑动平均滤波器来检测输出电流中差模的直流分量,然后将其反馈到系统中进行闭环控制,从而使得差模直流分量达到允许的范围。搭建了40 kW的仿真和实验平台,证明了该方法的有效性。