舟山多端柔性直流输电工程综述

柔性直流输电作为新一代高压直流输电技术,应用前景广阔。介绍了世界首例五端柔性直流输电工程——浙江舟山柔性直流输电工程的概况和一次设备组成,分析总结了舟山多端柔性直流输电系统的运行方式、控制模式和控制保护系统,对多端柔性直流输电技术的实际应用和未来发展具有一定的指导意义。     

海上风电场轻型直流输电的经济性分析

基于轻型直流输电的海上风电工程应用范例,以我国某近海风电工程为实际模型,设计一套柔性直流输电模拟系统,并选配相应的电缆和换流站设备.依据该模型,从传输性能、电能损耗、环境影响、原材料消耗,施下难度与系统造价等7个方面对柔性直流输电系统、传统直流输电系统和交流输电系统进行技术经济性比较与评估.研究表明,相对于其他两种输电技术,柔性直流输电系统传输性能好,电能损耗少,施工难度小,工程周期短,符合环保要求,适于连接近海风电场,是很有发展前途的新型输电技术.     

混合直流输电系统中柔性直流单元的作用和控制优化

常规直流和柔性直流并联构成的混合直流输电系统,可发挥常规直流大功率输电和柔性直流有功/无功快速解耦控制的优势,尤其针对落点极弱交流系统有较好的经济技术性能。结合云南电网与南网主网背靠背异步联网工程实例,分析了混合直流中柔直单元对于系统稳态运行和故障恢复特性的改善作用及效果,并进一步提出了柔直单元的功率优化控制策略。仿真分析结果表明,柔直单元对于合理配置无功小组、提高弱系统强度、改善故障后常规直流恢复特性效果明显,验证了功率优化控制策略的有效性。     

海上平台柔性直流技术直流控制保护配置研究

  [目的]  海上平台电源多以分布式的形式进行电力组网,该种组网方式成本高、经济效应差。柔性直流输电技术不需要交流电网提供换相电流,使得柔性直流输电具有对有功功率和无功功率进行同时控制的能力,并且不需要配置大量补偿设备,较好地解决了海上平台输电问题。  [方法]  基于柔性直流输电技术的特点及接线型式,研究了直流控制的配置,分析了常见的直流故障特性,并展开了直流保护配置的研究。  [结果]  给出了直流控制系统的配置原则及方案,以及直流保护的配置原则及方案。  [结论]  研究成果为该技术在相关工程的应用推广提供了参考。     

南汇柔性直流输电系统投运后的分析与建议

介绍了南汇柔性直流输电系统的技术特点、运行方式、电气参数与功率输送。通过排查隐患,梳理和汇总了自2011年7月25日投运以来柔性直流输电系统出现的各种问题。针对某些设备的固有缺陷、运行设备与控制保护程序、设置参数之间的最佳参考数据的匹配等问题,做了技术分析。尤其是对容易引起误报、误发故障信号,导致柔性直流输电多次跳闸停运等问题,提出了治理措施和整改建议,为风电场、微电网、孤岛电网并网以及柔性直流输电技术的推广应用,提供技术支撑和运行经验。     

舟山多端柔性直流系统环流抑制和 交流故障穿越能力分析

摘要： 介绍了世界首例五端柔性直流输电工程——浙江舟山柔性直流输电工程的概况和主要设备组成,分析总结了舟山MMC-MTDC控制保护系统中的环流抑制控制策略和交流故障穿越控制策略,最后通过实验分析了舟山MMC-MTDC系统的环流抑制效果,以及在交流侧单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障、三相短路故障4种情况下的瞬时故障穿越能力。研究结果可为舟山五端柔性直流输电系统安全稳定运行提供技术支持和理论保障。     

柔性直流换流阀交流侧桥臂环流异常分析

柔性直流输电技术在孤岛供电、城市电网供电、分布式能源并网等方面具有很高的应用价值。介绍了上海柔性直流输电示范工程的概况、系统电气接线和运行方式,分析了柔性直流试运行过程中出现的一起故障案例。由于桥臂环流控制参数和结构不够优化,使得柔性直流换流阀的桥臂环流在长期运行中逐步增大,出现不可控而引发桥臂过流保护动作。通过调试,优化了环流控制程序的参数和结构,提升了系统控制性能,解决了换流阀交流侧桥臂电流异常问题。     

浅谈柔性直流输电在城市电网中应用的前景

探讨了在城市供电网络中交流输电、直流输电、柔性直流输电的技术特性、经济效益问题。指出在技术不断发展的今天,柔性直流输电相比其它传统输电方式已经克服诸多缺点、显示出技术先进性和经济可行性,这一技术在以后的城市配电网改建、扩容、城市负荷中心供电将有良好的应用前景。     

柔性直流输电系统故障过电压仿真研究

分析了柔性直流输电系统的故障类型,分为交流侧、站内和直流侧三大类共十三种故障类型,使用PSCAD软件仿真计算了各种故障类型下各电压监测点的过电压水平,通过分析严重故障过电压的发生机理,归纳柔性直流输电系统的过电压特性,提出了应对故障过电压初步的工程建议。     

海上平台柔性直流换流站工程应用方案研究

随着柔性直流输电技术的不断发展,至今已经成为主流的直流输电技术,在海岛供电、风电接入、电网互连等方面已经有了大量的应用,积累了充足的工程经验。由于柔性直流输电技术的自身特点,用于海上平台供电有着先天的优势。基于陆上柔性直流换流站的技术基础,从拓扑结构、主要电气设备选型、电气平面布置以及二次系统等方面论述了海上平台换流站的工程应用方案,对柔性直流输电技术的在海上平台供电领域的应用以及发展方向提出了一些具有积极意义的设想和建议。     

交流侧接地方式对多端柔性直流配电网保护配置的影响

  [目的]  为了提高多端环形柔性直流配电网的供电可靠性,研究了交流侧不同接地方式下的故障特征及其对保护配置的影响。  [方法]  首先确定了两电平、模块化多电平等不同类型换流设备的交直流故障等效通路,从故障过压、过流水平及故障恢复等方面分析了不同接地方式下交直流不对称故障对保护配置的影响。随后从保护原理配置、定值整定、出口方式及配合原则等方面,给出了多端环形柔性直流配电网典型保护配置方案。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件下搭建了三端柔性直流配电网的电磁暂态模型。  [结果]  仿真结果表明:当交流侧采用高电阻接地方式时,通过合理的保护配置可提高交流不对称故障时系统的稳定性、实现直流不对称故障的零停电时间故障穿越。  [结论]  研究成果为多端柔性直流配电网的接地方式设计、保护配置研究提供了一定参考。     

海上平台混合直流供电方案研究与仿真分析

  [目的]  海上平台一般均采用海上自供电方案,该供电方式电源形式单一、可拓展性差、抗冲击能力弱、供电可靠性和保障程度低,同时,海上平台的空间非常有限,建设自供电电源投资较高。  [方法]  在对比研究利用岸电交流送电和直流送电方案优缺点的基础上,提出了技术可行、经济性较优的海上平台采用混合直流输电的方案。在此基础上,建立陆地电网侧常规直流、海上平台侧柔性直流的数学模型,结合传统直流的换流器的典型控制方式和柔性直流换流器的典型控制方式,提出混合直流的控制策略。  [结果]  在PSCAD/EMTDC上建立混合柔性直流输电系统的电磁暂态仿真模型,包含近区交流电网、混合直流系统以及海上平台系统的仿真系统模型,并开展建模仿真分析研究,分析近区交流电网、直流系统、海上平台的运行特性、故障特性以及交互影响。  [结论]  研究成果对解决海上平台的安全可靠供电问题具有十分重要意义。     

Active injection protection scheme for flexible HVDC grids based on amplitude of input impedance

High-voltage direct current (HVDC) grids require fast and reliable protection of the DC lines. The performance of traditional protection schemes is easily impaired by the limitations of the boundary condition and nonlinearity from the control of converters. One of the key technologies for flexible HVDC grids is the half-bridge modular multilevel converter (HB-MMC). Considering the high controllability of HB-MMC, this study proposes an active injection protection scheme to improve the reliability and sensitivity of the HVDC grid protection. The HB-MMC is used to inject a sinusoidal characteristic signal, at the specified frequency, into the DC lines. Then, the voltage and current at the specified frequency are extracted using the Prony algorithm to calculate the input impedance, which is used for the identification of internal and external faults. The active injection protection scheme was simulated for various cases in the simulation software Power Systems Computer Aided Design. The simulation results indicate that the proposed protection scheme is highly reliable and can overcome transition resistance.     

地电流对电力变压器影响研究

介绍了对南方电网和华东电网在直流输电系统以单极大地回路方式运行时直流接地极地电流对电力变压器的影响以及缓解措施的调查情况,并对接地极地电流对电力变压器的影响进行了分析研究,提出应根据实际运行情况采取合适的保护措施。     

Transient characteristics verification method for DC transformer used in flexible HVDC system

Previous studies have proposed higher requirements for the transient characteristics of a DC transformer used in a flexible high-voltage direct current (HVDC) system to achieve faster sampling speed and meet wider bandwidth requirements of the control and protection signal, and to eventually suppress the large transient fault current. In this study, a transient characteristics verification method is proposed for transient characteristics verification of a DC transformer used in a flexible HVDC system based on resampling technology and LabVIEW measurement technology after analyzing the key technology for transient characteristics verification of a DC transformer. A laboratory experiment for the transient characteristics of a full-fiber electronic DC transformer is conducted, and experimental results show that such verification method can be employed for frequency response and step response verification of a DC transformer at 10% of the rated voltage and current, and can eventually improve the screening of a DC transformer.     

基于广域连接的广东地区接地极连接方案研究

  目的  为解决高压直流输电工程中接地极在广东地区选址困难问题,研究将现有接地极连接组成广域接地极供未来直流工程接入,减少对极址周围电气设施、地下金属管道设施的影响。  方法  分析了现有接地极作为子接地极组成广域接地极的可行性,提出几种典型的广域接地极应用场景,并进行了各子接地极的自然分流计算、均流计算和多回直流同时运行工况计算。  结果  广域接地极能降低粤东极址的设计要求,缓解鱼龙岭接地极对油气管道和周边电力系统的影响,具有实施的可行性。但在不增加均流电阻的情况下,效益仍不明显。  结论  该研究为通过采用广域接地极,降低新建接地的难度提供思路和方法。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大, 射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

基于状态坐标分析的高压直流输电线路保护方案

针对现有高压直流输电线路保护可靠性偏低的问题,提出了一种基于状态坐标分析的高压直流输电线路保护方案。在直流线路电流和电压的坐标系中,定义以直流线路2端的电压值和电流值为坐标的点为状态坐标,通过对直流线路故障后状态坐标变化的分析发现,直流线路区内和区外故障后2端状态坐标的变化具有明显的差异,据此构建直流输电线路的保护判据。通过PSCAD仿真验证,结果表明,所提的保护方案具有可靠性高、易于整定和耐受过渡电阻能力强等诸多优点。