VSC-HVDC换流站电磁辐射计算

为分析电压源换相直流输电(VSC-HVDC)换流站对站外电磁辐射,建立了基于偶极子理论的赫兹偶极子和磁偶极子模型;利用IGBT1模型分析换流阀器件开通和关断的瞬态特性;通过对换流站整体仿真求得了换流站开关场内主设备与大地构成的等效电流环路中的电流;改变偶极子模型参数得到影响VSC-HVDC换流站电磁辐射强度的因素。计算证明,换流阀开关暂态电压变化频率以及各频率对应的电压幅值直接决定阀体产生电磁辐射强度,换流站内设备布置的紧凑程度也直接影响了其对外电磁辐射强度;通过紧凑布置站内设备,减小谐波尤其是高频段谐波电流能够有效地抑制VSC-HVDC换流站电磁辐射。     

VSC-HVDC统一电磁暂态模型及其控制策略

为了更好的应用基于电压源换流器(VSC)的新型高压直流输电系统,发挥其技术优势,提出了VSC-HVDC统一电磁暂态模型并进行了其控制策略的研究。交流侧电磁暂态模型是基于d-q同步旋转坐标系下建立的;利用交流侧与直流侧瞬时有功功率相等的原理建立了直流侧电磁暂态模型,且该模型考虑了换流电抗器损耗等因素。利用前馈补偿法设计了解耦控制器以达到分别通过电流d轴和q轴分量来独立调节有功功率和无功功率的目的。利用PSCAD/EMTDC对利用VSC-HVDC连接两端的有源网络以及对无源网络的供电进行仿真试验的结果证明,提出的计算模型及控制策略准确、可靠,对于各种干扰有较好的响应速度和较高的精度。     

一种考虑电力系统频率安全的新能源并网限值评估方法

提出一种考虑电力系统频率安全的新能源并网极限评估方法。该方法推导了可再生能源接入后的系统最大频率偏差表达式,并给出一种电网频率偏差极值点近似求解方法;基于近似结果评估了新能源装机容量变化的情况下,电网最大频率偏差随惯性及等效调节常数的变化情况。建立了频率安全约束模型,并以此作为新能源穿透极限的刚性约束。在2个测试系统上对近似模型进行了测试,并与仿真结果进行了比较。仿真结果表明,该方法所确定系统最大新能源穿透水平具有较高准确性,能够保证系统稳定性和可靠性。     

覆冰情况下输电线路有限元计算及其结构优化

建立了塔-线耦合结构系统三维有限元力学计算模型。通过对覆冰输电线路耐张段位移及应力分布情况进行分析计算,提出了线路耐张段在一定风速与覆冰厚度条件下的临界失效曲线。经过多次计算并验证薄弱杆塔以及薄弱单元分布情况,得到了薄弱位置的分布特点和规律。以发生覆冰倒塔事故的实际线路为研究对象,并以力学分析计算结果为依据,提出了有针对性地更换杆塔最薄弱处钢材以及在耐张段内薄弱处增加一基杆塔的线路改进方案。通过结构优化前后线路耐张段薄弱单元应力比值以及临界失效曲线的对比分析,证明了所提出改进方案的正确性和有效性。     

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。     

抑制高压直流换流站附近变压器中性线直流电流措施的研究

为了减小由于直流电流经换流变压器中性线的侵入而对交流系统产生的不利影响,笔者提出了一种抑制高压直流输电系统换流站附近交流变电站内变压器中性线直流电流的措施。对换流站附近变电站站内变压器发生直流偏磁现象的原因、机理及其危害进行了分析研究。在分析了同内外学者研究现状的基础上,提出了一种在换流变压器中性线串接小电容器并设置其旁路电路的新措施来抑制直流电流侵入的措施,并从对系统继电保护方面的影响进行了分析。仿真试验分析结果证明了该装置的有效性,表明了这是一种可靠有效地抑制变压器中性线直流电流的方法。     

变压器直流偏磁的仿真研究及限制措施

对高压直流输电系统接地极电流对中性点接地变压器的影响进行了研究.以实际工程中广泛应用的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理为基础建立变压器模型进行电力变压器直流偏磁的仿真研究,结果较好地反映了励磁电流波形和幅值的变化对变压器的不利影响;提出了在变压器中性线串联电容器并设置其旁路电路等措施,分析说明该措施能有效地限制了直流偏磁现象.该模型和措施可分析处理变压器直流偏磁导致的铁耗、铜耗以及噪声增大等问题,实例的仿真结果证明了该方法的正确性.     

220 kV垂直排列双分裂导线粘连现象分析

为研究近年来广东省无间隔棒220kV垂直排列双分裂线路导线在负荷电流足够大时发生粘连的现象,对导线建立了精确的悬链线数学模型,比较了有限元法和解析法的优劣后用解析法在MATLAB环境下编制程序算出不同参数时子导线因电磁引力作用而粘连的临界电流值,得出了子导线粘连的临界电流随分裂间距、环境温度的增大而增大,随档距、风速的增大而减小的规律,并提出了通过控制分裂间距,档距改变临界电流大小的方法。     

我国发展特高压直流输电中一些问题的探讨

我国进行±800 kV特高压直流输电建设，有许多技术问题需要解决，包括系统研究、测试、产品研究与开发、工程设计和实施等问题。讨论了我国±800 kV特高压直流输电工程的电磁环境、过电压与绝缘配合、直流偏磁、控制保护系统、特高压交直流混合电网的稳定性等方面存在的技术问题。在总结已有研究成果的基础上，提出了一些对我国特高压直流输电建设、维护和运行有参考价值的建议：如深入开展高海拔下电磁环境参数的计算和测量及标准制定；高海拔、重污秽、重冰区等典型地理气候条件下绝缘配合和长空气间隙试验；直流偏磁抑制措施和接地极选址；控制保护策略和故障分析能力；特高压混合电网规划和广域电力系统安全稳定控制等方面问题的研究。     

一种考虑电力系统频率安全的新能源并网限值评估方法

提出一种考虑电力系统频率安全的新能源并网极限评估方法。该方法推导了可再生能源接入后的系统最大频率偏差表达式,并给出一种电网频率偏差极值点近似求解方法;基于近似结果评估了新能源装机容量变化的情况下,电网最大频率偏差随惯性及等效调节常数的变化情况。建立了频率安全约束模型,并以此作为新能源穿透极限的刚性约束。在2个测试系统上对近似模型进行了测试,并与仿真结果进行了比较。仿真结果表明,该方法所确定系统最大新能源穿透水平具有较高准确性,能够保证系统稳定性和可靠性。