高压直流输电系统开路试验原理分析与工程建议

开路试验是高压直流输电工程投运前必做的一项基本试验。该实验中触发角与直流电压的关系具有特殊性。从换流阀电路模型入手,详细分析了在不带线路工况下换流阀的导通情况,推导出理想情况下直流电压与触发角的关系,并给出了理想电压公式的适用条件。使用三沪I回直流输电工程一次模型,在EMTDC中进行了不带线路和带线路工况下的开路试验,并对试验结果进行了详细的分析。分析和实验结果表明:带线路工况下,直流电压在触发角小于60o后到达额定值是正常的。开路试验保护中设置电压判据是不合理的,可只采用电流原理判据作为试验是否成功的依据。     

HCM3000中预测性熄弧角控制算法的实现

HCM3000是特高压直流输电控制保护平台。平台采用实测性熄弧角策略来防止换向失败,该策略原理是检测到换相失败后增大点火角防止后续换向失败,因此它只能避免连续换向失败,但不能减少换向失败,所以在HCM3000中需引入预测型熄弧角控制算法。该算法通过实时采样计算来预测换向失败,在失败之前提前触发点火角避免换向失败。HCM3000中实现该算法主要有两个制约因素,一是采样及计算的快速性和实时性,二是预测型算法和HCM3000点火系统的适配。为了满足实时性和快速性,整个算法在FPGA内实现,为了适配HCM3000的点火系统,将点火时间转化为点火角度。HCM3000引入该算法后,通过RTDS仿真平台,模拟了单相及三相交流故障、丢脉冲等典型的会产生换相失败的故障。试验表明引入该算法后,HCM3000显著地降低了换向失败的概率。     

分层接入方式下锡泰特高压直流输电系统阀组电压平衡控制

锡盟—泰州±800kV特高压直流输电工程,采用分层接入的方式,在泰州换流站分别接入1 000kV和500kV交流电网。在这种新型电路结构下,如何保证单极中接入不同电压等级交流电网的两个串联阀组的直流电压均衡,对于直流输电系统的安全稳定运行是非常重要的。结合锡盟—泰州直流工程,在分析直流输电系统控制策略的基础上,对分层接入的阀组电压平衡控制进行研究,提出了电压平衡控制策略和中点分压器容错处理方法。通过RTDS建模试验验证了控制策略的正确性,并在锡盟—泰州特高压直流工程获得应用。     

辽宁绥中电厂改接高岭背靠背换流站华北侧无功控制策略研究

针对高岭换流站绥中电厂由东北侧交流电网改接到华北侧交流电网的情况,通过无功功率平衡分析和潮流计算,从理论上校核了东北侧的无功配置情况,并发现原交流滤波器设计已无法满足换流站的运行要求。对其新增的两组SC电容器共用一个断路器控制的特殊设计,提出了新的无功控制策略。后通过现场试验验证了新的无功控制策略可行有效,新增滤波器能满足高岭换流站大负荷运行的无功消耗。     

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。     

S7-400 H在高压直流输电工程中的应用

S7-400H是Siemens公司生产的最新一代高性能冗余可编程序逻辑控制器,介绍了直流输电系统中站控系统采用的各种硬件平台,探讨了S5系统的不足之处和站控系统升级到S7-400H平台的可能性.针对存在的技术难点.逐条给出了详细的解决办法.所有的解决措施已经经过了测试,证明是可靠的.新的站控平台S7-400H即将在高压直流输电和特高压直流输电工程中得到广泛的应用.     

特高压直流输电系统并联融冰运行方式的控制保护策略

介绍了并联融冰运行方式的拓扑结构,分析了现有并联融冰运行方式的控制策略,基于成熟的单阀组控制理论和策略,提出了一种将两个并联的换流器进行统一控制的新型控制策略,详细阐述了该控制策略的实现方法。全面梳理了并联融冰运行方式对直流保护功能的影响,分析了相关保护功能的应对策略,然后对关键保护功能提出了新的保护判断逻辑。新的控制保护策略通过了实时数字仿真器(RTDS)仿真试验和现场调试试验,验证了其可行性和可靠性。     

HVDC中直流线路的互感机理及其对控制系统影响的研究

针对特高压直流输电工程中两极直流线路间的影响,应用线路间互感原理,对高压直流输电线路电磁耦合机理和扰动特征进行了深入的研究。从理论上计算了宾金直流输电工程两直流线路间存在较大的电磁耦合分量。通过RTDS建立的仿真模型,研究了一极线路故障时去游离时间长短、两极线路间距大小和一极电流升降速率大小对另一运行极控制系统的影响,结合现场实际线路故障的波形对宾金直流控制策略提出了优化方案。通过RTDS仿真验证了优化后的控制策略能在一极发生线路故障时对非故障极的影响降低到最小,有效地防止了双极闭锁,对于电网的可靠安全运行具有重大意义。     

S7—400H在高压直流输电工程中的应用

S7-400H是Siemens公司生产的最新一代高性能冗余可编程序逻辑控制器,介绍了直流输电系统中站控系统采用的各种硬件平台,探讨了S5系统的不足之处和站控系统升级到S7-400H平台的可能性。针对存在的技术难点,逐条给出了详细的解决办法。所有的解决措施已经经过了测试,证明是可靠的。新的站控平台S7—400H即将在高压直流输电和特高压直流输电工程中得到广泛的应用。     

10 000 MW特高压直流工程受端分层接入交流 电网方式下直流控制系统研究

对于受端分层接入1 000 k V和500 k V交流电网的新型电网结构方式,传统的特高压直流控制系统已经不再适用,需要重新研究设计。在对这种新型电网结构方式的特点进行了分析后,给出了与之相适应的直流控制系统整体结构和功能配置。受端同极的两个串联阀组接入不同的交流电网,引起的最大难题是阀组间电压的不平衡,为从控制功能上解决阀组间电压实时平衡的问题,提出一种利用受端串联阀组中点电压测点的双阀组电压平衡控制策略。最后通过RTDS建模试验验证了控制策略的正确性,为2015年电网公司即将实施的分层接入特高压直流工程提供了完整的控制保护解决方案。