混合级联型多落点直流输电系统交流系统故障协调控制策略

混合级联型多落点直流输电系统整流侧为换相换流器(LCC),逆变侧为LCC和模块化多电平换流器(MMC)组串联的拓扑结构,可以有效抑制换相失败,具备大容量功率传输的优势.建立了单极混合级联型多落点直流输电系统,针对系统中LCC送受端交流故障引发的直流功率降低、逆变侧换相失败以及受端低端MMC子系统产生的功率反向问题进行了...     

多端柔性直流输电系统中混合运行方式分析

多端柔性直流输电系统可实现多电源供电、多落点受电等,是解决孤岛供电、新能源并网行之有效的解决方法。以基于模块化多电平换流器的"两送一受"三端柔性直流输电系统为例,介绍混合运行方式中各换流站控制策略,并在PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,仿真结果验证了混合运行方式的可行性。     

基于模块化多电平换流器的高压直流系统直流侧故障限流技术研究

基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术迅速发展,直流侧短路故障电流的限制与开断困难等问题已然成为研究热点.故障限流技术能够快速限制短路电流的峰值与上升率,为直流断路器的快速隔离提供有利条件.在现有混合式直流断路器基础上,提出2种快速限流的技术方案:新型直流故障限制器与直流断路器配合方案、结合限流电路的混合直流断路器方...     

LCC-MMC混合直流输电系统直流回路谐振特性研究

针对一种在整流侧和逆变侧分别采用电网换相型换流器（LCC）和模块化多电平换流器（MMC）的新型混合直流输电系统,提出了直流回路的谐波模型。在整流侧采用三脉动谐波电压源,等效了12脉动换流器的谐波输出特性;在逆变侧使用电容串联电感的无源结构作为MMC直流侧等效电路,同时搭建了输电线路及直流滤波器相应的谐波模型。以单极混合直流输电系统为例,对该直流回路进行阻抗-频率扫描,计算出不同情况下该直流回路的谐波阻抗大小,从而对谐振情况进行判断。仿真结果表明：随着线路长度及滤波器组数的增加,谐振频率均有所降低。     

适用于大规模风、光直流送出系统的改进型MMC子模块拓扑

高压直流输电系统中多采用模块化多点平换流器,但传统半桥型子模块不具备直流故障自清除能力;逆阻型半桥子模块在换流器闭锁时,下管IGBT两端会出现过电压现象;部分新型直流故障自清除能力的子模块拓扑在闭锁后,故障阻断能力不强。文章将改进型子模块与半桥型子模块相结合,提出一种新型MMC桥臂设计方案,分析了其子模块的拓扑结构、各种运行工况和故障阻断机理,从耐压性与经济性两个方面,与其他经典的子模块作比较分析。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建双端21电平MMC直流系统模型进行验证,仿真结果表明,文章所提改进子模块拓扑能够快速有效阻断直流侧故障电流,且子模块下管IGBT两端不会出现过电压,兼具故障自清除与低损耗的特点。     

一种适用于水电外送的混合直流输电系统交流故障穿越策略

结合传统直流输电技术(LCC-HVDC)和柔性直流输电技术(MMC-HVDC)特点的混合直流输电系统交流故障会引起直流传输功率不匹配,对系统安全稳定运行产生严重影响,因此有针对性的设计送受端交流不对称故障穿越策略具有重要意义.在分析了混合直流输电系统整流侧和逆变侧故障特性的基础上,提出了基于触发角修正的附加直流电压控制...     

基于MMC的三端柔性直流输电系统建模与仿真

研究了MMC的电路拓扑结构、运行特性以及充电原理,在PSCAD仿真平台上搭建了MMC在三端柔性直流输电系统中的模型。该三端系统由两个送端一个受端组成。两个送端均采用定有功功率和定交流电压的控制方式,受端采用定直流电压和定交流电压的控制方式。系统级控制器采用直流电压偏差控制。每个换流站都采用最近电平逼近调制方法控制模块投入与切除,采用排序的平衡控制原理均衡各子模块电容电压。对直流侧单极母线进行了接地故障仿真,并分析了对系统运行的影响。仿真结果同时验证了该模型的正确性,MMC能在三端柔性直流输电系统中稳定运行,各子模块电压波动较小,有功、无功控制量均能跟随控制目标,该模型所采用的控制策略的性能良好。     

含MMC交直流输电系统短路电流计算方法

该文基于模块化多电平换流器（MMC）的工作原理和暂态特性,对比了故障时MMC输出的短路电流与同步机电源输出的短路电流的异同,提出MMC短路电流计算模型。在分析MMC参与交流系统短路电流计算的机理后,提出采用叠加原理的含MMC电网短路电流的迭代计算方法,最后,基于PSCAD/EMTDC验证了该文所提算法的有效性。     

混合三端直流输电系统应用于风电场并网的研究

电压源型换流器的高压直流输电系统在风电场并网中可以提高其电能质量,但两端均为电压源型变换器换流器,其建设成本高。文章基于电流源型换流器的传统两端双极直流输电基础上,在直流端并联一电压源型整流器,构成混合三端双极直流输电系统,将电压源型整流器用于实现风电场并网。在仿真程序PSCAD/EMTDC中搭建该三端系统模型,并用一双馈感应风力发电机等效风电场出力,仿真结果表明,该混合三端双极直流输电系统可以实现风电场的并网,对风速变化响应特性好,可保证风电场出力的电能质量。     

CDSM-MMC直流侧故障隔离原理及重启动策略

摘要： 采用模块化多电平换流器的柔性直流输电系统,目前除了常见的半桥和全桥结构型的子模块,基于钳位双子模块的模块化多电平换流器由于其不仅能够隔离直流侧故障,且在经济性、性能上具有较强的优势,得到了广泛的关注和研究。通过介绍钳位双子模块（Clamp Double Sub-Module,CDSM）的工作原理,详细讨论分析了CDSM对于直流侧发生双极性短路、单极短路、断线等故障的隔离原理,以及柔性直流输电系统发生故障后控制器的工作状态,提出一种新型的柔性直流输电系统故障后的重启动策略,并在PSCAD/EMTDC下建立单端21电平基于CDSM结构的柔性直流输电仿真模型,通过对比所提出的重启动过程与原有重启动过程,验证了所提出重启动策略的有效性。     

柔性直流系统的交流侧故障穿越优化控制策略

基于模块化多电平换流器(Modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电在大规模的风电并网中具有广阔的发展前景,针对风电接入下交流侧故障时MMC的故障穿越能力进行研究,提出一种基于功率预测控制的交流侧故障穿越控制方法,通过新型瞬时功率理论建立功率预测控制模型及环流预测控制模型,并以上下桥...     

模块化多电平柔性直流输电系统的直流侧启动方法研究

模块化多电平换流器的启动是系统正常运行的前提和基础,也是柔性直流输电系统运行过程中的重要环节。换流器交流侧为无源网络或待启动的有源网络时,启动过程需要增加辅助电源,增加成本和工作量。提出一种直流侧充电启动方法,通过不控整流预充电后子模块数递减方法解锁使子模块电容电压达到预先设定值,无需增加辅助电源,能有效限制充电过程中的电压和电流冲击。在PSCAD/EMTDC中搭建两端柔性直流输电系统模型,验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

基于模块化多电平变换器的高压直流输电系统环流控制策略

模块化多电平变换器由于其扩展的容易性,在高压直流输电领域具有突出的优势,针对MMC固有的环流问题,提出了一种有效的环流控制策略,该控制策略既包含环流的利用也包含环流的抑制。首先通过对MMC内部运行机理的分析,得到平衡上、下桥臂子模块电容电压的条件,分析表明可通过环流控制实现上、下母线电容电压和与差的控制,并设计了基于PI与PR调节器的环流利用策略;其次针对环流中的有害成份,提出了一种基于多重PR控制器的环流抑制方案;最后通过算例分析,验证了所提环流控制策略的正确性和有效性。     

一种柔性直流输电系统限流保护技术研究

限流保护技术是一种用于保护柔性直流输电系统的关键技术,旨在确保系统的安全、稳定运行。限流保护是指在系统中监测和控制电流,避免电流超过线路、设备或系统的安全极限,从而防止设备损坏、系统崩溃或安全事故发生。本文通过分析换流站阀侧交流接地故障特性,利用接地极在正常运行时基本无电流流过这一特点,通过电流传感器、电流互感器等设备来完成。在PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,验证了阀侧交流接地故障电流理论推导的正确性和故障限流方案的有效性。     

天广高压直流输电工程双极线路保护同时动作分析

针对天广直流控制保护系统改造完成后发生的3次双极线路保护动作事故,剖析了直流线路突变量保护误动的原因,并基于天生桥换流站和广州换流站的实际录波和过程,结合突变量保护定值和整定原则,分析了导致突变量保护误动的影响因素,提出了防范措施和建议.实例验证结果表明,该措施行之有效,为直流控制保护系统国产化改造提供了参考.     

混合直流输电系统无功协调控制策略优化

摘要： 针对多回直流落点于同一交流系统,且其中有一回或几回直流为柔性直流工程,构成混合多馈入直流输电系统的发展趋势,建立了一种并联混合型直流输电模型。传统直流输电工程无功控制中的gamma-kick功能用以减轻滤波器投切瞬间对交流系统造成的无功冲击及电压扰动,但该种控制功能以增大关断角,牺牲运行经济性为代价;在并联混合直流输电系统中,通过对柔性直流单元与滤波器投切的协调控制,将滤波器投切过程中馈入交流系统的阶跃型无功功率等效置换成斜线型无功功率,可以减少无功冲击和电压扰动,取代gamma-kick功能。在PSCAD/EMTDC中进行仿真建模,并以电压变化绝对值和电压暂态变化率为指标,对换流母线电压的波动进行定量分析,验证了无功协调控制功能的有效性。     

基于谐波状态空间的MMC背靠背直流输电系统阻抗建模及稳定性分析

研究了模块化多电平换流器（MMC）的背靠背直流输电系统的新型振荡问题。针对稳定性问题的分析需求,首先,建立了系统的时域稳态模型;然后,采用改进的谐波状态空间法（HSS）法建立了考虑谐波耦合特性的系统直流侧频域阻抗模型,详细分析了MMC电气参数、内部环流抑制、内环电流控制、外环不同控制方式、长链路延时等因素对直流侧阻抗特性的影响,通过合理的设计系统参数,保证系统的安全稳定运行;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,通过与电磁暂态模型扫频结果进行对比,验证所提出的阻抗模型以及稳定性分析方法的正确性。