换流站交流滤波器保护装置复归回路设计不完善分析

<正>贵广Ⅱ回直流输电系统(±500 kV直流出线Ⅱ回由贵州兴仁换流站至深圳宝安换流站)于2007年交付使用。直流输电系统在进行交直流或直交流转换的过程中,换流器需要消耗大量的无功功率,并在此过程中产生各种特征谐波~([1])与非特征谐波~([2])。配置一定数量的交流滤波器可防止谐波电流和谐波电压注入交流系统后引起的交流电压畸变。兴仁换流站配置了3大组(10小组)交流滤波器。为确保交流滤波器的安全稳定运行,每组交     

直流滤波器对电压突变量保护的影响及保护策略优化

针对使用晶闸管作为换流器件的直流输电系统线路接地故障,给出了目前主流的电压突变量保护逻辑,分析了直流滤波器对线路接地故障特征量的影响,指出了在直流线路靠近换流站的区域发生接地故障时直流滤波器产生的谐波电流会导致电压突变量保护的电流方向判断错误,进而引起电压突变量保护拒动。基于此,提出了一种优化的电压突变量保护原理和定值整定方法,消除了直流滤波器产生的谐波电流对电压突变量保护的影响,最后通过RTDS试验对优化后的电压突变量保护策略进行了仿真验证。     

特高压直流输电直流侧高频干扰及滤波器型式

为解决特高压直流输电系统在直流线路和接地极线路上产生大量的高频谐波,以特高压直流输电系统每极2组12脉动换流器串联的换流器为例,深入分析了特高压直流输电换流站产生电力线载波干扰和无线电干扰的机理;探讨了换流站直流侧高频谐波的规范要求,针对直流极线和接地极线上PLC/RI滤波器的多种组合方式,采用谐波分析软件HAP计算了直流极线端部和接地极线端部的总PLC及总RI干扰水平;提出了抑制特高压直流输电直流侧高频干扰的滤波器配置方案。     

电网技术

〈云广±800kV工程直流等效干扰电流限值研究〉(黄莹等)《南方电网技术》2007.№.1从直流滤波器性能的角度分析了影响云广±800kV直流输电工程等效干扰电流的因素,包括换流器对地杂散电容、平抗布置方式、直流滤波器型式等因素对直流滤波器性能的影响。然后参照目前直流输电工程的发展趋势,提出云广±800kV UITVDC输电工程合理的直流谐波指标。〈特高压输电线路防舞动研究〉(朱宽军等)《高电压技术》2007.№.11为防止在特定的气象及地理条件下特高压线路产生强烈舞动对线路安全稳定运行造成的危害,根据特高压线路与较低电压等级的输电线…     

高压直流换流站载频噪声滤波器研究

在高压直流(HVDC)输电工程建设中,为了抑制高压直流换流站中的换流器在运行时对交直流输电线路出线产生的载波噪声干扰,有必要在线路中加装交直流载频噪声滤波器(PLC滤波器)。文章在分析了换流站噪声频谱和载波干扰限制值的前提下,扼要介绍了PLC滤波器工作原理,并结合贵广直流工程中肇庆换流站建设项目,阐述了实施的PLC滤波器设计内容,为今后直流国产化工程提供技术参考。     

高压直流输电系统谐波计算软件包开发与应用

为提高直流输电系统谐波计算的准确性,采用交直流基波和谐波统一计算的原理,应用 VC++和Delphi语言开发了直流输电系统谐波计算软件,可同时计算含有多个直流输电系统换流站、直流线路及交流系统各母线和各支路的基波潮流、特征谐波和非特征谐波电压、电流,计算各母线谐波电压畸变率及系统谐波损耗;同时,根据直流输电线路、接地线等结构参数,计算直流输电线路的谐波参数;并提供了数据的各种输入、编辑和维护、查询功能,可方便地调整交、直流滤波器的类型和参数。利用该软计对南方电网含有5条直流线路的系统进行了计算,程序运行稳定,结果可靠;并将±800 kV云广直流输电系统的计算结果与EMTDC仿真结果进行了比较,表明该软件具有计算速度快、结果准确、使用方便、通用性好等特点。     

取消直流滤波器对±800kV直流输电系统谐波水平的影响

在我国通信网络的综合屏蔽能力较以前有了大幅度提高的情况下,研究了取消直流滤波器对±800 kV直流输电系统谐波水平的影响。以已经投运的向家坝—上海和锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程为例,重点研究了取消直流滤波器对±800 kV特高压直流输电系统等效干扰电流、直流侧谐振以及换流站设备中谐波水平的影响。研究结果对后续的±800 kV特高压直流输电工程直流滤波器设计具有一定的参考作用。     

舟山直流输电系统局部谐振及消除措施的研究

舟山直流输电工程(以下简称舟山工程)试运行时,发现逆变站接地电流中存在较大的6次谐波电流分量,对附近的通信线路产生干扰,表现出稳定的时间间隔约0.5～2.5s的“嗡—嗡—”声,使直流线路接地保护误发信号,并在整流站回线上产生有效值为5.7kV的6次谐波电压。经计算分析,发现直流回线的电容与舟山侧架空回线的电感产生电流谐振,放大了谐波电流。一、直流系统的等值6次谐波参数舟山工程第1期采用单极金属回线方式,直流系统如图1所示。它的直流线路包括三段     

用于HVDC极线电流测量的光纤电流传感器

高压直流输电系统极线线路上的直流电流是高压直流输电系统运行、控制过程中的重要技术参数。由于直流线路中换流装置产生的叠加在直流线路上的谐波电流会干扰邻近的通信线路,这就要求电流传感器能提供准确的谐波电流信号给有源滤波器以有效地抑制谐波电流。基于此,研制了一种适用于高压环境下的光纤电流传感器,直流测量准确可靠,响应快速,谐波测量频带范围宽广,准确度高;介绍了光纤电流测量系统的原理、结构以及设计中采用的关键技术。     

直流输电系统交流侧谐波电流计算的改进时域分段法

谐波电流计算是直流输电系统滤波器设计的首要环节。提出一种基于时域分段法的改进快速算法,可以统一求解交流侧特征和非特征谐波电流。根据直流输电系统的特点假设直流输电线路入口处的谐波电压为零,使整流侧和逆变侧的谐波电流计算相互解耦,避免计算过程中对直流线路的建模。精确计算对非特征谐波有重要影响的换相角,保证换相区间和非换相区间的精确划分。计算过程中充分考虑了交流侧负序基波电压、背景谐波电压、触发角不对称、换流变压器三相参数不对称等各种非理想因素的影响,同时计及了直流侧纹波对交流侧谐波电流的影响。通过与PSCAD/EMTDC时域仿真结果对比,证明所提算法速度快、精度高,满足直流工程滤波器设计对谐波电流计算的要求。     

直流输电系统PLC噪声滤波器的设计

为了抑制直流输电系统中因换流阀导通和关断时电压突变在交直流线路上产生的大量电力线载波(PLC)噪声,并将其降到规定的限制标准,减少对PLC通信系统产生干扰,在PLC噪声滤波器设计中应用了电磁兼容(EMI)滤波器的设计原理。通过与EMI滤波器进行对比,得出PLC噪声滤波器的特点并根据噪声源和负载不同的阻抗特性,给出了4种适用的PLC噪声滤波器的网络拓扑,并详细说明了各种结构中主参数和调谐参数的确定方法。最后用Matlab/Simulink作为仿真平台,以贵广二回直流输电系统深圳换流站交流侧PLC噪声滤波器设计为例,证明所提出的设计方法是可行的。     

有源直流滤波器

电力公司对于限制高压直流输电对电话线的干扰,有越来越严格的要求。采用有源直流滤波器,就是为了既能满足这个要求,又不给高压直流换流站增加过多的费用.介绍了安装在康梯—斯堪(瑞典—丹麦)高压直流连络线系统中的有源直流滤波器。该有源直流滤波器接在林桐(Lindome)换流站中现有的无源直流滤波器的接地端.它由谐波电流光电测量单元、控制系统、保护和监视系统、脉宽调制功率放大器、高频变压器、冲击避雷器和耦合设备等部分组成.有源直流滤波器的体积小,占地面积也小,它减小谐波干扰的性能却非常之好.如果采用无源滤波器,要达到与之相同的效果,将需要多用十几倍的高压设备.     

±800 kV换流站无线电干扰研究

分析了特高压直流换流站的无线电干扰源及其传播方式,以拟建中的±800 kV向家坝—上海直流输电工程为例,进行换流站无线电干扰的预测方法研究和计算：分析了干扰电压源、建立了高频模型,优化了无线电干扰(radio interference,RI)滤波器的设计。结果表明：换流站总无线电干扰以及交流、直流线路和接地极线路的无线电干扰频谱均随频率升高而下降;合理装设RI滤波器后,规定测量位置的无线电干扰水平基本上都小于40 dB;±500 kV换流站的无线电干扰限值可以作为±800 kV换流站的无线电干扰控制限值。文章还给出了减少换流站无线电干扰的相关建议。     

±800 kV特高压直流输电工程直流滤波器设计研究

介绍了直流输电工程采用的直流滤波器的类型与构成,分析了±800 kV特高压直流输电工程换流器在直流侧产生的谐波的特点,并与±500 kV高压直流输电工程做了比较。以实际的±800 kV特高压直流输电工程为例,对换流器在直流线路上产生的等效谐波干扰电流进行了计算,对不同直流滤波器设置方案下的滤波效果进行了比较,并以计算结果为依据提出了较为合理的±800 kV特高压直流输电工程直流滤波器设置方案,为最终确定实际工程直流滤波器方案具有一定的参考作用。     

±1100kV直流输电工程直流滤波器方案研究

文中分析了±1 100 kV特高压直流输电工程换流器在直流侧产生的谐波的特点,根据现有的工程参数计算出了换流器在直流侧产生的谐波电压,并将计算结果与±800 kV高压直流输电工程做了比较。文中以规划的±1 100 kV特高压直流输电工程为例,对换流器在直流极线和地极引线上产生的等效干扰电流进行了计算。通过对多种直流滤波器配置方案的滤波性能进行试算,最终给出了推荐的直流滤波器配置方案,该方案满足滤波性能限制要求并且造价较低。文中同时计算出了该配置方案下直流极线和地极引线上的最大等效干扰电流:双极2 728 mA,单极5 882 mA。文中的研究结果对最终确定实际工程直流滤波器方案具有一定的参考作用。     

高压直流输电直流侧谐波电流计算

为计算高压直流输电工程的等效干扰电流,详细描述了给定两侧三脉动谐波电压源情况下如何计算沿线各次谐波电流的一套计算流程,包括直接流过直流极导线、接地极线路的谐波电流和感应到直流线路、接地极线路地线中的谐波电流。该计算流程分为2步:第1步,将直流侧系统作为一个整体用求解一般性电网络的节点分析法计算,在计算节点导纳矩阵时,直流输电线路作为一个网络元件采用全相耦合模型;第2步,在求得直流输电线路端口上的谐波电压之后,将直流线路分解为正序与零序网络,分别计算沿线各次谐波电流的正序与零序分量,然后再将正序与零序分量合成为整体谐波电流。在同等条件下,比较该算法的结果与电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC的结果,两者基本一致,验证了所提算法的正确性。     

云贵互联工程高坡换流站直流滤波器改造研究

直流滤波器是抑制HVDC直流侧谐波最典型、最有效、应用最广的设施.云贵互联工程改建后原系统直流侧谐波、系统参数等将发生变化,其中高坡换流站直流滤波器的变化和影响最显著.根据云贵互联工程运行工况和相关设备定值提出高坡换流站直流滤波器改造方案,并基于阻抗频率特性和等效干扰电流对直流滤波器性能进行分析,综合技术、经济因素探索HVDC两端改三端工程直流滤波器最优改造方式.     

柔性直流输电系统的谐振问题及主动抑制方法

电网不对称故障会产生电压负序和零序分量,并激发换流变压器注入更大的低次谐波,增大功率器件承受的电气应力,且基于电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统的交流阻抗在变压器特征谐波频段大部分呈容性,使系统在该频段易发生谐振,导致换流站热过载和波形质量问题凸显。因此,讨论换流站交、直流侧谐波相互作用的机理,建立从交流侧看入换流站的正负序交流低频阻抗模型,提出等效增大换流站输出阻抗支路谐波电阻的方法,全面扼制换流站输出阻抗支路谐波电流,且不影响系统基波电阻。利用电力系统仿真软件EMTDC建立了VSC-HVDC模型,对柔性直流输电系统中的谐振问题以及主动抑制方法进行仿真研究。仿真结果表明,所提出控制策略能有效抑制谐振过电压,因此,提高了柔性直流输电系统不对称故障下运行的安全性。     

天广直流输电系统直流站控设计缺陷分析

天广直流输电系统采用直流站控系统根据交流电压、直流负荷和系统无功状况自动控制交流滤波器的投退,以提供换流所需的无功,并滤除换流产生的谐波。但是,逆变侧广州换流站直流控制系统在判断交流滤波器是否可用时,并未考虑广州换流站交流侧的接线方式,基于天广直流输电系统广州换流站无功控制原理,对这一设计上的缺陷进行了分析,利用RTDS实时数字仿真系统对其可能造成的后果进行了仿真,提出了改进建议。     

天广直流输电系统直流站控设计缺陷分析

天广直流输电系统采用直流站控系统根据交流电压、直流负荷和系统无功状况自动控制交流滤波器的投退,以提供换流所需的无功,并滤除换流产生的谐波.但是,逆变侧广州换流站直流控制系统在判断交流滤波器是否可用时,并未考虑广州换流站交流侧的接线方式,基于天广直流输电系统广州换流站无功控制原理,对这一设计上的缺陷进行了分析,利用RTDS实时数字仿真系统对其可能造成的后果进行了仿真,提出了改进建议.