考虑直流控制的直流输电线路短路电流变化特性研究

推导了考虑分布参数特性的直流线路固有短路电流时域解析表达式,指出在不考虑控制作用时固有短路电流随故障持续时间增加而逐渐上升,近距离故障时的短路电流大于远距离故障时的短路电流,符合短路电流发展的时间约束和物理边界条件约束。分析了直流控制对短路电流变化的影响,揭示了在控制作用下短路电流幅值的空间非单调变化特性和时间离散变化特性,突破了传统短路电流变化特性的认识局限。短路电流幅值的空间非单调特性使得直流线路保护电流变化量判据的保护特征量电气边界与输电线路物理边界不一致,时间离散性使得保护特征量电气边界随故障时刻呈锯齿状变化,在进行直流线路保护电流变化量判据的整定计算时应予以考虑。     

一种评估送端直流输电对交流系统稳定影响的实用方法

正分析了传统的短路比、有效惯性时间常数等指标在评估交直流混联系统动态性能存在的局限性,同时提出了一种评估送端直流输电对交流系统稳定影响的实用方法。该方法通过等面积稳定裕度指标的计算,直观地体现出了直流输电引入后对交流系统稳定性能的影响。该指标在计算时考虑了直流换流站近区的大型机组在暂态过程中的振荡因素,能够较好地表征混联系统的动态性能。对该指标的特点、求解方法和影响因素做出了详细的介绍。算例分析验证了该指标的有效性。     

交流侧单相接地短路故障引起高压直流输电换相失败的研究

针对交流侧单相接地短路故障引起高压直流输电换相失败的问题,阐述了高压直流输电系统(HVDC)的组成和直流输电换相失败的机理,分析了其受交流系统单相接地短路故障影响的原因,并基于PSCAD/EMTDC仿真软件以CIGRE直流输电第一标准模型为仿真模型,对交流侧的单相接地短路故障引发HVDC系统换相失败的情况进行仿真研究。PSCAD仿真分析结果表明,增大关断角来减小换相失败几率的方法会导致整个高压直流输电系统的输送功率减少,消耗更多的无功功率。     

强直弱交受端交流系统安全馈入直流功率评估方法

随着特高压交直流输电的快速发展,交流电网新增馈入直流全面建设,电网"强直弱交"的问题逐渐突出,受端交流系统的安全隐患日益严重。对于多馈入交直流混合系统而言,由于多个直流线路并列运行,各交直流系统之间,直流子系统之间相互影响,对交直流混合系统的控制和保护提出了新要求。分析了短路比、直流线路换相失败、受端交流系统接入能力研究现状,为强直弱交受端交流系统安全馈入直流功率评估研究提供参考。     

柔性直流对交流系统短路电流影响因素分析

交流系统短路后,柔性直流可等效为具有一定幅值和相位的电流源。文中基于受端电网发生故障时的柔性直流等效模型,分别对影响柔性直流等效电流源相位、幅值的相关因素进行了分析。柔性直流等效电流源的相位主要受故障类型影响,而幅值主要受控制方式、限幅环节以及电气距离影响,且不同情况的相互组合对交流系统短路电流的影响更加复杂。研究表明,对于交流侧三相短路故障,柔性直流对短路电流的影响共有馈入为零、馈入为有功控制环节限幅值、馈入为无功控制环节限幅值和馈入为无功控制环节参考值4种情况。最后通过基于PSCAD的仿真结果验证了相关分析的正确性。     

交流系统故障对直流输电系统的影响及改进建议

远距离、大容量、交直流混合运行电网中,交直流系统间的相互影响非常复杂。文中以南方电网交直流混联系统运行实例为基础,讨论了直流系统控制功能在交流系统故障期间的作用,分析了交流系统故障时可能误动的相关直流保护监视功能及换流变和站用变保护等,并给出了相应的改进建议。这不仅有助于提高直流输电系统的运行维护水平,确保交直流系统的安全稳定运行,还为未来直流输电系统的设计、交直流输电系统控制保护功能的合理配合等提供了有益的参考。     

考虑直流电流变化及交流故障发生时刻影响的HVDC换相失败分析方法

研究了交流系统三相对称故障造成的直流电流变化及故障时刻对HVDC换相失败的影响,由关断角减小到换相失败临界值,推出换相电压值的计算方法。该方法在经典计算方法的基础上,考虑了故障后直流电流的变化,推导了换相电压值与关断角的关系式;在此基础上进一步研究了故障时刻对临界换相电压值的影响,推导了故障时刻与临界换相电压值的关系式。对双极直流系统算例进行了相应的计算分析,并通过时域仿真验证了该分析结果的正确性。研究得出,计算临界换相电压值在计及故障造成的直流电流的变化和故障时刻的影响是不同的,该方法可有效提高理论分析临界换相电压值的计算精度,进一步说明故障后是否发生换相失败,与是否有足够的关断角或相应的反向换相电压时间面积相关。     

特高压直流对交流系统背景谐波的影响分析

以哈密-郑州特高压直流系统工程郑州换流站的背景谐波计算为背景,以分析特高压直流系统对交流系统背景谐波放大特性的影响为目的,利用开关函数法推导了正常运行模式下双十二脉动串联特高压直流系统在交直流混联系统中背景谐波的计算阻抗模型,可以分析直流系统接入交流系统后对原系统中背景谐波放大特性的影响。在计算过程中,由于对侧哈密换流站会对直流线路阻抗产生影响,本文使用一种平均阻抗的方法推导了其对直流线路阻抗影响的计算公式。最后利用哈密-郑州特高压直流系统设计参数以及河南电网典型系统短路阻抗在PSCAD中搭建仿真模型,验证了上述方法的正确性。     

交直流混联电网中交流暂态侵入对直流继电保护的影响分析

为减少交流系统故障情况下直流继电保护误动作事故的发生,引入交流暂态侵入(IAST)的概念,为交直流混联系统中直流继电保护的设计与运行提供新的视角。首先分析了IAST及其暂态响应的机理、形式、特征等。在此基础上,分析了IAST给直流继电保护带来的问题和挑战。结果表明,IAST使得换流器区保护与换流变压器区保护之间的权责不清,导致以100 Hz保护为代表的直流保护与交流保护之间的时序配合不当,影响到直流保护的动作定值与性能。在保证直流输电系统一次设备安全的前提下,可通过改进保护逻辑、优化定值等手段,最大限度地提高交直流混联系统的运行效率和可靠性。     

电流差动保护在柔直接入的交流电网中适应性 分析及改进措施研究

为适应新能源规模化接入电网,柔性直流输电技术应用日益广泛,我国电网已初步成为交直流混联电网。交流系统发生故障时,柔直系统提供短路电流的特征与传统同步发电机相比发生显著变化。首先分析故障特征的变化,柔直侧由于故障电流幅值受限,且负序阻抗无穷大,导致故障电流的幅值和相角与交流侧不同。分析了输电线路电流差动保护由于区内故障时两侧电流夹角增大,导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加,导致灵敏度下降甚至拒动。在此基础上,提出了差动保护判据的改进方案：分别利用零序电流、负序电流和正序电流突变量构成辅助判据,提高区内接地故障和相间短路时电流差动保护的灵敏度,从而提高了差动保护在含柔直接入交流电网中动作的可靠性。最后,通过仿真验证了所提方案的可行性。     

同塔双回高压直流工程交流滤波器设计

同塔双回高压直流(DCT-HVDC)工程在世界上尚未见到设计和实际运行的经验,而以往的交流谐波计算和滤波器设计算法,只适用于传统单回直流工程,无法满足双回共站直流工程的设计要求.文中对双回共站直流工程设计存在的技术难点进行了分析,提出了改进算法和解决方案.首先,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0,使整流侧和逆变侧的谐波电流计算相互解耦,避免了计算过程中对直流线路的建模,这样,DCT-HVDC工程可以等效为2个常规的单回直流工程分别加以考虑;然后,将2个单回直流工程运行工况合成为一个新的双回运行工况,在该运行方式下,取各种功率组合的各次最大不相容电流作为滤波器性能定值校核的谐波电流源,从而消除了不同功率组合方式对谐波电流的影响且大大减少了计算量;接着,研究了DCT-HVDC工程滤波器投切策略的确定方法和基本原则;最后,以溪洛渡送电广东±500 kVDCT-HVDC工程为例,通过工程初步设计和计算,验证了所提出的改进模型的合理性和工程应用价值.     

一起变电站直流串入交流回路的异常分析与处理

针对某500kV变电站2号主变复役操作过程中,当拉开2号主变220 k V侧接地闸刀后,出现直流接地报警,合上该接地闸刀,直流接地告警消失的异常情况,经过分析查找,发现与该主变220 k V侧接地闸刀有联闭锁关系的2号主变2号电容器3221闸刀机构箱内的热继电器F1两副接点间内绝缘异常,导致直流串入闸刀交流控制回路。阐述了具体的故障处理过程,并给出了变电站在设计、施工、运维过程中防止直流接地的注意事项。     

福建电网近期短路电流及其控制措施

根据福建电网发展规划,计算分析了福建电网“十一五”期间短路电流水平,研究了近期福建电网可能采取的短路电流限制措施,提出了近期电网及设备改造的建议。     

直流输电系统接地极电流对交流系统变压器的影响及抑制措施

广东电网是交直流混合运行电网．当直流输电系统双极电流不对称运行或单极大地回线运行时．巨大的直流电流通过接地板注入大地,交流系统的变压器在一定程度上受到直流输电系统接地板电流的影响。直流偏磁使得变压器噪声、振动加大,电压波性变坏,铁耗增加。为此,介绍了抑制变压器中性点直流电流的几种措施,并对各种抑制措施的优缺点进行了分析。     

变电站直流系统交流侵入问题的分析与对策

对于变电站直流系统的交流侵入问题缺乏有效的解决方案。介绍了变电站直流系统交流侵入现象,分析了交流侵入对变电站直流系统的危害,针对现有变电站直流系统抵御交流侵入能力较差的问题,提出了改进方案,通过仿真和现场实验证明了这一改进方案的可行性。     

Instantaneous Circuit Breaker Settings for the Short-Circuit Protection of Direct Current 300-and 600-V Trailing Cables

Present Federal regulations which specify maximum instantaneous circuit breaker settings for the short-circuit protection of coal mine trailing cables are discussed. Characteristics of mine power systems, which limit short-circuit current in dc trailing cables, and minimum expected short-circuit currents for dc 300- and 600-V trailing cables are analyzed. New maximum instantaneous circuit breaker settings, based on minimum expected short-circuit currents and typical circuit breaker tolerances, are proposed with emphasis on safety, and tests are cited.     

交流型微小电容测量电路的设计

微小电容的测量是用电容传感器测量粮食水分含量硬件电路的核心。提出了一种新型的微小电容的测量电路。实验表明,电路的准确性、重复性好。     

交直流混合供电关键技术

除高压直流输电外,直流电能在中低压配电领域的应用受到越来越多的关注。从交直流混合供电网架结构、直流母线结构与母线电压等级、电源与设备接入直流母线方式、交直流混合供电网控制策略、交直流混合供电网保护控制等方面分析了交直流混合供电方案中的关键技术。提出交直流混合供电中还未解决的课题,并对其应用前景做出展望。     

计及风机短路电流偏移特性的配电网阻抗幅值差动保护方

区别于常规电源机组,当输电线路发生短路故障时,风电机组配置的Crowbar保护可能启动,导致风电机组转速下降,从而引起风电侧短路电流频率发生偏移,使得基于基频短路电流计算的测量阻抗出现偏差,传统距离阻抗保护方法可能拒动或误动。针对该问题,提出了计及风机短路电流偏移特性的配电网阻抗幅值差动保护方法,首先探究了风电短路电流偏移特性,建立了线路故障时,风机侧短路电流偏移误差模型,并基于阻抗平面图,研究了其对距离保护的影响机理。然后,基于差动阻抗和制动阻抗在正常运行、外部故障和内部故障之间的显著差异,提取阻抗幅值差动特征,构造了阻抗保护幅值差动判据,其不受短路电流偏移的影响。最后,基于PSCAD/EMTDC进行仿真分析,结果表明：提出的保护方法不受风电接入比例及短路电流偏移的影响,并且过渡电阻电阻可以提高内部故障时保护动作的灵敏性,以及外部故障保护不动作的可靠性。     

含储能装置的直流微电网控制系统研究

分析了基于Multi Agent系统（MAS）技术的控制系统。提出了一个典型的直流微电网系统和基于逆系统方法的定交流电压控制策略,建立了PSCAD/EMTDC模型。仿真结果表明,在风速波动情况下,该系统能够保证有功的平衡和直流电压的稳定,且能有效地维持交流母线电压和频率的恒定,即使在孤岛运行时,也能保证对用户的可靠供电。