双极型LCC-HVDC直流系统作为黑启动电源的启动方法及策略

科学合理的黑启动电源及方案是应对电网灾变停电的最有效策略,可加快其系统恢复进程,大幅减少停电损失。双极型换相换流器型高压直流系统（LCC-HVDC）具有调节灵活输电容量大的优势,但其作为黑启动电源存在一定的困难。提出了以双极型LCC-HVDC为黑启动电源的黑启动方法及完整过程,实现向受端无源网络恢复供电,以加速其恢复进程。首先给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源时所面临的问题及相应的解决策略;进而给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源恢复向受端无源网络恢复供电的实现过程。该过程包括2个阶段,第1阶段实现双极型LCC-HVDC的仿融冰模式启动;第2阶段为从仿融冰模式过渡到向受端无源网络恢复供电过程。算例证实了该启动方法的有效性和正确性。该方法使双极型LCC-HVDC具备了黑启动能力,并利用直流系统为受端电网的系统恢复过程提供了电压和频率支撑。     

传统双极高压直流输电系统对无源交流电网黑启动的循环功率方法（英文）

提出了一种应用双极LCC HVDC输电系统对无源交流系统进行黑启动的新方法。该方法的核心原则是通过一极向无源交流系统注入电流,同时另一极从该交流系统吸收电流,即在两个换流站间通过两极进行功率循环传输,并因此在无源交流系统中建立可控的电压与频率。所提方法在一个±800 k V特高压直流输电系统中得到了验证,结果表明该黑启动方法解决了以前基于晶闸管的HVDC黑启动方法中的主要问题:低功率下阀上的高电压,对换流站间的通讯依赖和额外的高昂设备需求。除了在HVDC换流站需要一个小的辅助发电机外,该黑启动方法无需额外的设备,可以成功地对无源交流电网实施黑启动并将大约45%的双极额定功率传输至无源交流电网。     

黑启动过程中高压直流输电的变参数FLC控制

高压直流输电可加快电网恢复,但黑启动期间送受端系统具有相反的频率调节要求,该文研究并提出黑启动过程中高压直流输电的变参数频率限制器(frequency limit control,FLC)控制策略,以协调两侧交流系统的调频特性。首先建立异步互联系统的数学模型,寻找确定方式下负荷投入后使送受端交流系统频率偏移最小的最优FLC参数;然后提出变参数FLC控制,以适应电网黑启动过程中交流系统容量和等值发电机参数的不断变化;最后搭建PSCAD/EMTDC模型仿真验证了该控制策略的有效性。     

传统双极高压直流输电系统对无源交流电网黑启动的循环功率方法

提出了一种应用双极LCC HVDC输电系统对无源交流系统进行黑启动的新方法。该方法的核心原则是通过一极向无源交流系统注入电流,同时另一极从该交流系统吸收电流,即在两个换流站间通过两极进行功率循环传输,并因此在无源交流系统中建立可控的电压与频率。所提方法在一个±800 kV特高压直流输电系统中得到了验证,结果表明该黑启动方法解决了以前基于晶闸管的HVDC黑启动方法中的主要问题：低功率下阀上的高电压,对换流站间的通讯依赖和额外的高昂设备需求。除了在HVDC换流站需要一个小的辅助发电机外,该黑启动方法无需额外的设备,可以成功地对无源交流电网实施黑启动并将大约45%的双极额定功率传输至无源交流电网。     

特高压直流对交直流并联电网安全稳定影响

以南方电网为例,应用PSS/E仿真软件探讨含有特高压直流的电网中交流和直流系统相互影响机理,以便揭示交直流并联运行电网失稳的可能性。分析表明,多馈入直流系统中,受端交流故障对直流运行状态的破坏程度远较送端交流故障严重,其对系统稳定的影响与直流功率恢复速度有关,若直流恢复速度较慢,有可能使受端交流故障成为系统输电能力的约束故障。大容量直流对系统稳定影响表现为输电能力更高,双极故障后的安稳措施代价更大。     

青藏直流联网工程大负荷试验策略研究

分析比较了直流输电工程大负荷试验的双极运行模式、背靠背模式、融冰模式的优缺点,针对藏中电网"大直流、小电网和弱受端"的特点,指出在目前条件下采用融冰模式是青藏直流比较可行的大负荷试验运行方式。结合此种运行方式,分析了在大负荷试验期间正送极或反送极单极闭锁,一极功率因其他原因导致变化而对藏中电网的频率稳定带来的影响,提出了正送极快速功率回降以及联切非故障极的控制策略,同时针对直流系统的这种控制保护策略提出了安稳系统的切机切负荷策略,2种策略相互配合可以有效保证藏中电网的安全。最后通过仿真系统验证了所提控制策略的有效性。     

考虑微网和HVDC特性的电网黑启动优化

通过对黑启动电源、恢复路径优化的电网黑启动方法能加快发生大停电电网的系统恢复。随着电力系统中微网和HVDC越来越多,交直流混联电网在电网黑启动过程中需充分考虑微网和HVDC的影响。分析了微网和HVDC的特性及其参与黑启动时的控制方法和可行性,以最大化恢复系统的恢复效率为目标构建了考虑微网和HVDC特性的电网网架重构优化模型,使用模拟退火遗传算法（SAGA）和Dijkstra算法对电网进行分区优化和恢复路径选优。最后,通过算例验证了方法的有效性。     

特高压直流输电对系统安全稳定影响研究

以金沙江一期、锦屏梯级水电基地外送采用特高压直流输电方案为依托,研究了2015年前后大容量直流馈入华东、华中、华北交流同步电网对处于交直流并列运行系统的安全稳定影响。分析了特高压直流发生单一及严重故障时交流输电通道及受端电网承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平;送、受端换流站近区交流系统发生单一或严重故障对直流系统的影响及系统的安全稳定水平;交流通道加装静止无功补偿器(SVC)、系统负荷特性变化、增加直流功率调制功能情况下特高压直流双极闭锁时系统的安全稳定性。     

含直流馈入的弱受端电网暂态电压稳定预防控制

远距离跨区直流输电(HVDC)的大规模应用给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战.针对HVDC馈入后弱受端交流电网面临的暂态电压稳定问题,提出一种暂态电压稳定预防控制方法.建立以改善弱受端电网暂态电压恢复指标为目标函数,以火电机组有功出力、机端电压、直流输送功率为控制变量的暂态电压稳定预防控制优化模型.基于改进差分进化算...     

天广直流输电系统融冰功能仿真研究

基于RTDS仿真系统对天广直流输电工程融冰功能进行详细研究,在介绍天广直流系统RTDS模型及其控制系统的基础上,阐述双极功率异向传输融冰原理、融冰功能的实现和融冰模式操作流程,并基于RTDS系统进行融冰模式仿真研究,特别对融冰模式和双极功率正常模式下天生桥站和广州站的无功消耗和滤波器投入情况进行分析。仿真结果表明:新天广直流系统双极功率异向传输融冰模式具有良好的动态响应性能,能够满足直流输电系统在枯水期小负荷下的融冰要求。融冰模式下,天生桥站的滤波器投入情况和正常模式一样,而天生桥站双极无功消耗大于正常模式下的双极无功消耗;融冰模式下广州站的滤波器投入情况和正常模式一样,而广州站双极无功消耗小于正常模式下的双极无功消耗。     

送端系统机群摆动对直流功率恢复特性影响研究

近年来,我国交直流混联电网发展初具规模,电网安全稳定特性发生深刻变化,大容量特高压直流输电系统与传统交流电网的交互影响、耦合特性进一步复杂化。该文重点研究送端电网机群摇摆对近区特高压直流功率恢复特性的影响,发现当直流故障激发送端机群振荡后,随着系统戴维南等值电势幅值不断下降,直流换流母线电压跌落将造成直流功率在恢复过程中再次出现塌陷,对交流输电通道形成二次冲击,影响交流薄弱断面输电能力。最后基于实际电网算例,分析受端电网单永故障下多回直流同时发生相继换相失败故障对送端电网稳定性的影响。研究结论可为电网运行人员合理安排运行方式提供依据,有利于保障大区互联电网安全稳定运行。     

基于柔性直流输电技术的特高压直流送端孤岛系统黑启动方法

特高压直流输电系统具备输电距离远、输送容量大等优势。随着大型能源基地开发的西移和北移,特高压直流输电送端孤岛问题成为今后部分地区能源基地规划设计面临的重要难题。特高压直流输电系统响应较快而火电机组响应较慢,火电机组启动初始负荷和特高压直流输电系统最小启动功率难以匹配,导致直流系统与火电机组配合启动困难。该文提出了一种依托柔性直流输电技术的特高压直流外送孤岛系统黑启动方法,结合常规直流输电现有设备,构建小型柔性直流输电系统,辅助直流系统和送端电源的孤岛启动,柔性直流系统还可为孤岛系统中的机组和直流调试提供可靠供电。通过在PSCAD/EMTDC中搭建特高压直流输电系统、柔性直流输电系统以及火电机组模型,仿真验证了所提出方法的有效性和可行性。     

核电厂主变压器直流偏磁分析与对策

正1引言高压直流输电(HVDC)具有输送距离远,输送容量大等优点,输电方式有双极直流输电,单极直流输电和同极直流输电,因此产生的交直流系统间的影响日益明显。直流输电系统发生单极大地或双极不平衡运行时,电流将经中性点接地的变压器进入交流系统,使变压器出现直流偏磁。直流偏磁会引起     

多端直流异步联网对区域电网灾变恢复的支撑

建立了双端柔性直流输电系统与交流电网异步联网的系统模型,提出了交流主网发生灾变事故后,多端直流电网对其进行负荷恢复功率支撑的策略。支撑功率受到了非故障区域电网输送容量,故障电网的可受电能力,直流线路过负荷能力,换流站的输送容量等限制条件的影响。在这些约束条件下,提出了直流功率支援的最大可输送容量,以保证主网重要负荷尽快恢复供电,加速故障电网的灾变恢复过程。通过仿真验证了提出的多端直流异步联网对区域电网灾变恢复的支撑策略的可行性。     

考虑后效性的含直流落点系统黑启动方案研究

本文在对高压直流通道传输能力与受端系统强度间关系进行分析的基础上,考虑受端交流系统网架覆盖程度与带电节点未恢复负荷总量对后期直流功率提升安全性与可行性的影响,设计了一种考虑后效性的含直流落点系统黑启动方案。以初期发电量加权和最大化、后期直流功率提升时系统运行尽可能安全可靠和直流功率迅速大幅提升可行性尽可能高为优化目标,综合考虑各类约束,结合混合粒子群算法与迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解出Pareto最优解集;然后利用三角模糊数和反熵权法确定主客观权重,采用基于模糊反熵权的修正理想解排序法（M-TOPSIS）对所得Pareto最优解进行排序来确定最满意的恢复方案。最后,通过含直流落点的新英格兰10 机39 节点系统算例验证了所提方法的有效性。     

直流参与受端弱交流系统黑启动的技术条件

针对江苏电网现状,考虑利用宜兴抽水蓄能水电站作为黑启动电源,启动龙政直流参与初期黑启动可加快电网恢复速度。通过对直流参与黑启动时的控制模式、启动方式、解锁方式及顺序控制的研究,确定了黑启动时直流自身的技术要求。同时针对直流以最小功率启动的情况,研究了黑启动时的交流系统强度要求、励磁涌流抑制和无功协调配合。利用PSCAD电磁暂态模型进行仿真,结果验证了理论分析的正确性。     

柔性直流输电系统的黑启动控制能力研究

柔性直流输电系统中的可关断器件具有自关断能力,能够对开通、关断时刻进行控制,可以与无源系统连接进行换流。本文针对VSC在无源逆变方式下不需要外加换相电压的快速恢复控制能力,研究了柔性直流输电系统的黑启动控制能力。设计了黑启动过程中VSC-HVDC送端换流站控制策略采用定直流电压/定无功功率控制,受端换流站控制策略采用定交流电压/定频率控制,研究了电源并网时控制策略协调优化对黑启动的作用。以Kunder四机两区域系统为例,对整个黑启动过程在PSCAD/EMDTC中进行了仿真,研究表明本文采用的控制策略具有良好的电压、频率特性,完成了黑启动的实现。     

厦门柔性直流输电系统孤岛运行控制仿真研究

厦门工程是世界上首个采用双极接线的柔性直流输电工程。厦门工程的投运能有效增强厦门地区电网网架结构,消除厦门岛作为无源电网的劣势。基于厦门岛作为无源孤岛电网的情况,设计系统的启动方法,并研究双极柔性直流输电向孤岛供电的控制策略。在RT-LAB实时仿真器中搭建厦门工程实时数字模型,对孤岛控制策略进行仿真验证。结果表明,所设计的启动方法可以实现系统的正常运行,对于不同的负荷类型、负荷的变化以及双极转单极运行等暂态情况,系统均可满足安全稳定运行,证明所设计的控制器具有良好的控制性能。     

弱送端的高压直流输电系统功率回降策略设计

当与高压直流输电系统送端相连的交流系统为弱系统时,直流系统的调制功能将发挥更加重要的作用,直流系统将是稳控系统一个重要的调制手段。在送端电网损失大电源的情况下,稳控系统需回降直流功率,由于直流系统存在最小运行功率,当需要回降的功率大于直流最大功率回降量时,即使将直流系统回降至最小运行功率,仍会出现回降量不足的情况,将导致稳控系统切除送端电网负荷。为了尽量避免送端电网事故情况下稳控切除负荷,研究并提出了直流系统双极紧急回降量不足情况下的调制策略,并对直流系统与稳控系统的接口方式和交换信息进行了设计,开发了直流控制系统程序,搭建了RTDS仿真系统,验证了该策略的实用性和可实施性,为送端电网为弱系统的直流工程提供有益的参考和借鉴价值。     

混合双馈入直流系统最大传输功率控制策略研究

目前,我国南方电网、华东电网等受端负荷中心已经初步形成基于电网换相器型高压直流输电(LCC-HVDC)和柔性直流输电(VSC-HVDC)混合多馈入的格局,直流馈入容量不断增长,直流混合馈入系统将成为我国未来受端电网的常态。为了探究混合多馈系统中LCC和电压源变流器(VSC)的耦合基理,研究混合直流系统传输最大功率的控制策略,该文首先建立混合双馈入直流输电系统数学模型,在考虑设备容量限制、交直流系统稳定约束等边界条件的基础上,提出求解交流电网短路容量变化时双馈系统最大可传输功率的方法。然后结合电网运行控制要求,提出一种离线计算控制策略表、在线辨识电网等效阻抗并查表的控制策略,使得交流系统发生事故后自适应调整直流输电控制模式,从而达到当前工况的最大可传输功率。最后通过PSCAD的数字仿真验证了控制策略的有效性。