考虑锁相环动态的柔性直流输电机电暂态模型

在进行柔性直流输电系统的规划设计、调度运行以及稳定性分析与研究等工作时,离不开准确可靠的柔性直流输电机电暂态模型。柔性直流输电系统中,锁相环(phase locked loop,PLL)模块起着测量并向控制系统提供相位信息的作用,其对相位信息的测量不是完全理想的,而是存在动态过程。现有的柔性直流输电机电暂态模型中均忽略了锁相环对相位信息的动态测量误差,这与实际动态过程不符,在一定程度上降低了柔性直流输电系统机电暂态模型的仿真精度。该文分析了忽略锁相环动态对柔性直流输电系统机电暂态模型仿真精度的影响,并提出了在机电暂态模型中考虑锁相环动态的方法。通过与电磁暂态模型的仿真对比以及大电网算例仿真,验证了所提出的考虑锁相环动态后的柔性直流输电机电暂态模型的准确性和适用性。     

高压直流输电控制系统不同锁相环特性对比

作为高压直流输电控制系统的基础,锁相环(phase-locked loop,PLL)对换相电压的相位跟踪能力将直接影响高压直流输电控制系统的调节效果.针对新型锁相环频出而无横向对比的现状分析了传统αβ锁相环、基于二阶广义积分器(second-order generalized integrator-quadrature...     

高压直流输电控制系统仿真模型研究

高压直流输电控制系统仿真模型是建立电力系统运行人员培训系统的关键内容,对保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。本文在分析高压直流输电控制系统工作原理的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件平台搭建了与实际控制系统一致的直流输电控制系统仿真模型,并对仿真控制模型进行故障仿真验证,仿真结果与实际直流输电现场录波结果一致。仿真结果表明:直流控制模型可以满足高压直流输电的仿真培训需求,可应用于直流输电控制系统的理论研究和仿真分析。     

基于RTDS的高压直流控制系统锁相环仿真研究

在基于实时数字仿真器(Real-time digital simulator, RTDS)所建立的特高压直流输电系统实时仿真平台中,常规锁相环技术无法实现换流阀触发脉冲的精确控制,不利于实际直流工程的故障重现。基于系统正序分量的瞬时锁相环控制原理,提出了一种高精度锁相环的建模方法,实现了电网系统频率的高精确跟踪测量。在RTDS仿真平台上搭建完整的云广特高压直流工程的控制系统仿真模型,并结合实际工程的运行工况设计仿真试验算例。试验结果表明,仿真波形与实际工程的录波取得了高度一致性,该仿真建模方法是有效可行的。     

阀控系统双套切换导致阀组闭锁的原因分析及对策

锁相环是柔性直流输电工程控制保护系统的重要组成部分,其为控制程序提供电网的相位信息,锁相环的输出错误将导致系统的控制保护功能无法正常实现。该文通过分析在昆柳龙多端直流工程现场调试中出现的一起故障案例,发现阀组控制系统双套切换过程中,现有的控制策略无法预防备用系统锁相环输出错误,进而引发故障。针对这一问题,提出依据采样电压波形的频率信息增加备用系统锁相环计算功能闭锁判据的方案,并进行仿真试验,结果验证了该方案的有效性。     

基于详细直流控制系统模型的EMTDC仿真

直流控制系统是直流输电工程的大脑。要准确地研究直流输电的动态行为,就必须建立准确的控制系统仿真模型。文中提出了基于实际直流控制系统的Hidraw程序建立EMTDC仿真模型的方法,将PSCAD／EMTDC与Hidraw程序结合起来,建立了接近实际控制系统的仿真模型,并将仿真结果与实际运行的波形进行了对比,验证了仿真模型的准确性。     

两种可适用于分层接入的特高压直流输电控制系统

直流的分层接入方式将特高压直流输电线路接入不同电压等级电网,作为一种新的网络结构,其控制系统需要重新设计。本文结合传统的特高压直流输电控制系统详细分析了分层接入方式下特高压直流系统的控制系统,并介绍了工程中广泛使用的两种技术路线,据此设计了两种不同的特高压直流输电分层接入方式下的控制系统。基于PSCAD\EMTDC的仿真平台,本文针对两种控制系统建立了详细的仿真模型,并分析了控制系统之间的差异。研究发现分层接入方式下逆变侧的控制系统较常规特高压直流输电控制系统有一定差异,本文设计的控制系统均可以满足分层接入的方式下,直流输电控制系统对于控制的要求。     

PSCAD/EMTDC与直流控制仿真模型接口研究

建立实际直流控制系统的精确仿真模型是当前进行直流输电控制系统仿真研究的重要课题。PSCAD/EMTDC所提供的仿真模型较为简单,在利用PSCAD/EMTDC平台进行直流输电控制系统仿真时,采用软件编程形式构造自定义模型较为实用。提出了PSCAD/EMTDC与实际直流控制仿真模型的接口实现方法,并用一个仿真实例验证了方法的可行性和正确性。     

高压直流输电系统换相失败抑制方法

本文发现了造成直流输电系统后续换相失败的原因之一：锁相环在暂态过程中不能准锁定交流电压相位从而导致控制系统给出的指令触发角与实测的触发角存在偏差。并且较为直观的分析了这种锁相环暂态误差造成换相失败的作用机理。本文以减小锁相环暂态偏差对控制系统的不利影响为目标,在间接测量得到锁相环暂态误差的基础上设计了反馈补偿环节。在PSCAD/EMTDC平台的基础上,并在仿真模型中考虑最小熄弧时间,将输电线路等值为电感,验证本文所提的补偿环节对后续换相失败的抑制作用。算例表明本文所提的补偿环节对换相失败的抑制作用明显,本文所提的补偿环节可靠有效,具有较大的工程实际意义。     

特高压直流输电建模及仿真分析

采用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了交流滤波器、换流变压器、直流滤波器、直流平波电抗器、直流输电线路的初步模型,参照CIGRE HVDC标准模型的控制系统并进行修改,初步建成模型中的直流控制系统;以福建规划中的特高压直流输电系统为研究对象,利用特高压直流输电工程的典型模拟参数,搭建了直流输电系统,并与运用ATP/EMTP建立的直流输电模型的仿真结果进行对比分析,验证了所建模型能较精确地模拟特高压直流系统,可作为建设和研究特高压直流输电系统的模型和工具。     

云广直流工程锁相环功能分析及仿真研究

介绍了云广特高压直流输电工程锁相环的实现原理,分析了锁相环中几个重要模块的功能和作用;利用PSCAD／EMTDC电磁暂态仿真程序建立了云广工程锁相环模型,研究了锁相环在交流母线频率阶跃、单相故障和三相故障等多种暂态情况下的响应特性。     

混合双馈入直流输电控制系统交互影响机理分析

针对由彼此落点接近的一条基于模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter based HVDC,MMC-HVDC)线路和一条电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)线路所构成的混合双馈入直流输电系统,基于多变量反馈控制理论建立可定量分析和评估MMC-HVDC与LCC-HVDC控制系统之间交互影响的等效独立控制通道。在此基础之上,定量分析评估LCC定关断角控制器、锁相环以及MMC锁相环、外环控制器、环流抑制器对MMC-HVDC与LCC-HVDC控制系统交互作用及小干扰稳定性的影响。最后,在PSCAD/EMTDC上搭建混合双馈入直流输电系统的电磁暂态详细仿真模型,仿真验证理论分析结果的有效性。     

混合双馈入直流输电系统的交互作用机理研究(二):小干扰稳定裕度分析

针对由电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统和电压源换流器型高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统构成的混合双馈入直流输电系统,基于推导建立的等值单馈入直流输电模型,采用增益裕度(gain margin,GM)指标、相位裕度(phase margin,PM)指标和灵敏度函数最大峰值指标Ms,定量评估交流系统强度、LCC-HVDC子系统的定关断角和锁相环,以及VSC-HVDC子系统的外环功率控制器、内环电流控制器和锁相环对混合双馈入直流输电系统稳定裕度的影响规律;最后,通过PSCAD/EMTDC下的详细电磁暂态详细仿真,验证所建立单馈入直流输电模型的有效性及理论分析结果的正确性。     

基于MATLAB/Simulink的高压直流输电系统的仿真研究

基于MATLAB/Simulink仿真平台、依据高压直流输电的控制规律,建立高压直流输电控制系统的仿真模型,并在模型的基础上进行换流器控制规律仿真及故障仿真.仿真结果表明,建立的模型与实际系统的运行相一致,故障仿真结果符合理论预测,对指导高压直流输电的实际应用有重要意义.     

天广±500 kV高压直流输电系统建模及仿真

根据天广直流输电系统工程的实际参数,使用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了包括交流系统、换流变圧器、整流/逆变器、交/直流滤波器、平波电抗器及直流输电线路的模型,并在PSCAD的CIGRE HVDC标准高压直流输电系统控制系统的基础上加以修改,搭建出天广双极双12脉动高压直流输电系统模型。仿真结果表明：该模型能够较准确地模拟天广直流输电系统,为研究双极高压直流输电线路故障提供了有效的工具。     

一种CIGRE直流输电标准模型锁相环的改进方法

为了实时追踪换相电压的相位变化,提高高压直流输电(HVDC)系统中换流器脉冲触发装置的控制精度,本文提出了一种改进的锁相环(PLL)同步倍频技术。基于PSCAD传统直流输电模型,在原脉冲触发控制装置的基础上改进了锁相环,并通过一种特殊的前置滤波技术,滤除故障时换相线电压的谐波和噪声,使之作为锁相环的输入信号。在交流系统发生不对称故障导致换流器换相电压过零点偏移的情况下,应用本文提出的方法,通过CIGRE提出的HVDC第一标准模型进行仿真验证,得出所搭建的模型完全能满足特高压直流输电系统极控制层对等间隔触发脉冲的要求。     

东北-华北联网高岭背靠背直流工程动态性能研究

东北-华北联网高岭直流输电工程是目前世界上容量最大的背靠背工程。为了验证和评估直流系统的动态响应性能,专题开展了高岭直流输电工程的动态性能研究工作。文中以2008年冬季大负荷方式作为研究的基本方式,仿真分析了直流控制系统的小信号稳定性和暂态响应,以及交流系统和直流系统发生严重故障时控制系统的响应性能。结果表明高岭背靠背直流输电系统具有良好的动态特性。     

无锁相环直接功率控制下双馈风电与VSC-HVDC互联系统高频振荡抑制技术

随着风电和柔性高压直流输电的快速发展,风电大规模接入柔直输电的互联系统会面临宽频带的振荡问题。基于无锁相环直接功率控制的双馈风电系统可以去除锁相环,以降低锁相环带宽内的失稳风险,但其宽频带频率耦合特性会影响风电系统高频阻抗。针对无锁相环直接功率控制的双馈风电与电压源型高压直流输电系统(voltagesourceconverter based HVDC,VSC-HVDC)高频稳定性问题,首先根据相序阻抗模型分析控制延时对系统高频阻抗的影响规律;进一步地,基于VSC-HVDC阻抗模型和双馈风电场等效单输入单输出阻抗模型研究了互联系统高频谐振发生机理,并提出基于延时消除的双馈风电系统阻抗重塑方法,避免因延时引发的高频谐振。仿真验证了研究内容的正确性。     

基于ATP的HVDC系统建模及谐波分析

为了探索交直流系统间的相互影响,从系统角度对换流站进行建模分析具有重要的意义。基于电磁暂态仿真软件ATP,阐明了高压直流输电系统详细建模方法,特别是其电气主结构、控制子系统部分的建模,并着重分析了锁相环、定电流控制及定关断角控制策略。以±500kV宝鸡-德阳直流输电工程为例,构建了详细的宝鸡-德阳直流输电系统ATP模型;将所建立的模型接入陕西大电网进行暂态计算,仿真验证了该系统在单双极运行方式下的正确性,并通过仿真波形、谐波和系统的实际运行数据对比验证了直流输电系统ATP建模方法的有效性。     

高压直流输电系统电磁暂态建模

高压直流输电及特高压直流输电的大力发展,交直流相互作用问题日益突出。该文基于电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC,给出了直流输电系统电磁暂态模型的一般建模方法、控制系统参数选择分析方法、控制系统静态特性校验方法及系统动态性能分析方法,以此验证交直流一次系统建模及控制与保护系统建模的有效性,为准确分析交直流相互作用提供有力基础。