国内已投运直流换流站的无功配置及运行现状

直流换流站无功补偿装置的占地和投资在整个换流站占有相当比重,站内无功配置方案的合理设计对换流站的总体优化设计、直流输电工程的技术经济性等具有重要意义。在总结国内已投运直流输电工程无功配置总体概况的基础上,调研和分析了现有直流换流站交流母线运行电压、无功补偿设备投切和故障等情况的,评估和总结了直流工程无功补偿配置在工程设计阶段与运行阶段的衔接性,提出了直流换流站无功配置设计原则的进一步优化建议。     

高压直流换流站无功补偿装置及其特性分析

高压直流换流站无功补偿是高压直流输电工程设计的重要内容,从换流站无功补偿装置和换流站无功调节与控制两个方面介绍高压直流输电换流站无功配置的方法,并从稳态和动态的角度分析了各种无功配置方法的性能。总结了并联型无功补偿装置及串联型无功补偿装置的原理、特点和应用,简述了利用交流系统无功支持能力和变压器抽头调节及触发角调节无功。确定了换流站无功补偿应选择合理的无功补偿装置并充分利用交流系统的无功支持能力和高压直流系统调节综合控制换流站无功。     

考虑换流站独立控制约束的交直流系统静态无功优化方法

交直流互联电网的三级电压控制结果应当满足换流站运行的独立控制方式,为此,提出一种考虑换流站独立控制约束的交直流系统静态无功优化方法.新模型以三级电压控制周期内直流功率及离散调压设备保持初始运行状态不变为基本假设,在常规交直流系统静态无功优化模型基础上,进一步考虑了直流系统就地无功平衡的死区控制约束以及直流配套电源的非固定边界可调范围约束;算法上,采用内点法进行求解.以中国东北某特高压直流换流站及其近区交流电网仿真验证所述方法的有效性.仿真结果表明,所提方法能够降低换流站离散调压设备的频繁动作风险,实现换流站暂稳态无功功率的协调控制.     

贵广第二回直流输电工程换流站无功补偿的研究

换流站无功补偿的研究是高压直流系统设计的重要组成部分,针对正在建设的南方电网贵广第二回±500 kV/ 3 000 MW直流输电工程,根据高压直流稳态模型,按照相应的计算原则计算了不同运行方式下的换流站无功消耗,提出了两端换流站的无功补偿设备总容量及其分组配置方案。换流站无功分组投切的仿真结果验证了配置方案的技术可行性。主要研究成果已应用于工程的设备制造中。     

三沪直流工程无功补偿和控制方案

换流站无功补偿与控制研究是高压直流输电系统设计的重要组成部分。无功控制方案和无功功率控制策略的研究目的旨在制定换流站无功设备配置的具体方案, 以保证在各种运行条件下维持换流站无功功率的平衡, 实现规范书提出的换流站无功功率补偿和平衡的要求。无功控制方案研究采用BPA、MainC、Nimscan、RPC 等程序作为计算工具, 研究确定换流站两端交流系统提供和吸收无功功率的能力以及无功补偿和无功平衡的原则, 并用于对无功补偿和无功平衡研究中必须考虑的补偿、平衡方案的设计和校核。在三峡-上海±500 kV 直流工程提出了具体的无功配置与控制策略, 为控制保护系统及交流滤波器设计提供依据.     

溪洛渡同塔双回直流输电工程无功平衡与补偿方案

维持换流站无功平衡是直流控制保护系统的重要功能,也是确保电网安全稳定运行的重要手段。根据直流换流站无功需求的特点,结合送受端交流系统,对换流站无功平衡及补偿方案进行了分析,探讨了换流站的无功补偿设备总容量及其分组配置方案,归纳了同塔双回直流无功控制系统所面临的主要问题,并提出了相应的解决方案。     

云广±800kV直流输电工程换流站无功配置研究

为保证交直流系统的无功平衡和系统的电压稳定,对不同运行方式下云广±800kV直流输电工程两侧换流站的无功消耗、交流系统无功支持能力以及小组投切引起的电压波动进行了计算,提出了两端换流站的无功补偿容量和小组容量要求,在此基础上研究提出了换流站的无功补偿设备配置方案。     

高压直流输电换流站无功控制系统分析

阐述了无功控制在直流输电换流站中的重要性,介绍了换流站无功控制系统和无功控制的定无功及定电压控制功能。结合南方电网“西电东送”主网架已经建成的3条直流工程换流站中无功控制的应用情况,分析了换流站无功控制与电压控制方式、交流滤波器的配置以及投切控制,通过典型案例分析说明在换流站运行维护工作中无功功率控制应该注意的问题,如在正常情况下,无功控制为自动控制模式,小组交流滤波器为热备用和自动控制模式,此时直流系统运行时严禁将无功控制改为手动模式等。总结了无功功率控制在换流站的运行情况,并针对运行维护中值得注意的问题提出建议,对换流站的建设、运行和维护具有参考价值。     

含同步调相机的直流换流站稳态无功协调控制策略

网源稳态调压方式会对系统动态无功支撑能力产生直接影响。针对特高压弱受端电网电压稳定性下降的问题,提出了一种直流换流站内滤波电容欠补偿、同步调相机迟相运行的稳态无功协调控制策略。同步调相机自动电压控制(AVC)子站作为控制中枢,与直流控保系统进行运行信息、动作指令信息和动作报文信息通信,以交直流系统无功交换量为控制目标,通过同步调相机与滤波电容无功置换,达到减少滤波电容投入组数、增加同步调相机稳态无功出力的目的,从源头上减少交流电压跌落导致的直流换流站无功补偿缺额。基于雅中—江西特高压直流投运后的江西电网规划数据,在PSASP仿真平台上开展潮流计算与暂态稳定分析。不同工况下的仿真结果表明,所提协调控制策略可以有效降低弱受端电网电压失稳的风险,提升直流功率的消纳能力。     

静止无功补偿器在青藏直流工程中的应用

拉萨换流站弱系统连接导致所用的无功补偿设备容量较小,数量较多,引起投资增加,为此,建立了带有静止无功补偿器(SVC)的青海—西藏(青藏)交直流工程PSCAD仿真模型,仿真各种直流运行方式、各水平年下不同容量无功设备投切引起的电压波动,以寻找满足要求的无功补偿分组设置。通过大量的仿真,确定了该期无功设备分组容量及远期分组容量,同时得到以下结论:直流系统带有SVC,不但可以使无功设备容量大幅增加,而且能够满足无功补偿投切引起的电压波动要求。最后,通过PSCAD仿真确定了SVC的控制策略。将所得研究结果应用于青藏直流工程,由于安装了SVC,无功分组的容量由每组25 MVA提高到45 MVA,在投切滤波器时,换流母线的暂稳态电压波动也满足无功导则的要求,表明制定的SVC控制策略提高了工程运行的可靠性和安全性。工程实际运行情况证明了研究结果的正确性和可行性,对今后直流工程的设计和研究具有较大的参考价值。     

直流送端换流站无功控制策略的优化研究

直流换流站无功补偿配置及控制策略优化对于提高直流输电工程运行可靠性及经济性具有重要意义。论文针对送端换流站无功补偿设备投切频繁造成断路器使用寿命急剧下降的问题,结合现有无功控制方案,根据相关公式理论推导直流输送功率、换流母线电压与系统无功交换量之间的关系,深入探究直流输送功率变化与交流电压波动对无功单元投切次数的影响。根据V-Q灵敏度计算原理,基于对西北地区典型送端换流站配套电源无功补偿能力的研究,探究提高无功控制参考值与无功控制死区值的可行性及实现方式,针对直流系统高功率运行时并联电容器投切频繁问题突出而低功率运行时交流滤波器最小投入组数受到限制的特点,采用直流系统高功率运行时增大无功控制参考值与死区值而低功率运行时保持原方案的控制模式,并运用PSASP仿真验证该策略可有效减少无功单元的投切次数,为直流送端换流站无功控制优化策略的实践应用提供理论依据。     

陇赣直流输电工程江西换流站无功配置方案研究

±800 kV陇赣直流输电工程是江西电网规划中第一个±800 kV级直流输电工程,换流站的无功补偿与配置是特高压直流输电系统的重要组成部分。经过分析换流站无功消耗的特点,提出了换流站的无功补偿设备总容量及其分组配置方案,通过换流站无功分组投切的仿真计算,验证了该无功补偿与配置方案的合理性。     

考虑LCC-HVDC设备额外动作要求的协调二级电压控制方法

随着特高压直流输电工程的不断投运,直流近区电网高/低电压问题以及交流滤波器和换流变压器的频繁动作问题已经引起广泛关注,如何实现交直流设备电压无功协调控制已成为交直流混联电网自动电压控制(automatic voltage control,AVC)策略亟待解决的关键问题,这对提升系统运行的电压安全性以及直流调压设备的动作寿命具有重要意义。在充分考虑直流系统运行方式与控制行为相对独立的基础上,以利用交流系统的控制手段改善直流换流站离散设备动作频次为主导思路,提出了一种考虑电网换相换流器高压直流(line-commuted converter high voltage direct current,LCC-HVDC)设备额外动作要求的交直流协调二级电压控制方法。所提方法具有以下特点:1)增加了控制角的安全运行约束与交流滤波器投切的死区约束,并基于计及换流器电压无功特性的交直流系统潮流方程推导了其灵敏度量化关系,从而有效降低了交流滤波器和换流变压器额外投切的风险。2)将换流母线作为附加的中枢节点,引入其电压偏差最小化为控制目标,提高了换流母线电压的稳态控制水平,增强了交直流混联系统的电压安全性...     

MMC柔性直流换流站无功级联控制策略

模块化多电平换流器(MMC)可独立解耦调节有功、无功功率,使得柔性直流换流站具有在交流系统电压跌落工况下提供无功支撑的潜能。提出了MMC柔性直流换流站无功级联的控制策略,即将定交流电压控制和定无功控制级联,其中定交流电压控制包括桥臂电流辅助控制环节,并在故障清除后瞬间进行积分环节清零重置控制。以中国张北±500 kV四端柔性直流电网工程为例进行了仿真验证,结果表明相对于传统的定无功或定交流电压控制方式,柔性直流换流站无功级联控制方式可以兼顾电网稳态无功调节和暂态无功支撑等需求,快速平稳地输出无功功率,能在保证MMC设备安全的前提下提供暂态无功支撑,并缓解故障清除瞬间可能发生的暂态交流过电压。     

绥中百万千瓦机组改接华北侧高岭近区无功策略优化研究

绥中电厂2台100万k W机组改接至华北电网后,高岭换流站东北侧近区无功储备减少,无功电压调控方案可能影响直流向华北的送电功率,亟需开展无功电压调控方案的适应性和优化研究工作。根据实际电网,开展了目标在于充分发挥无功设备运行能力的控制方案优化研究工作,优化方案经仿真验证能合理安排高岭换流站东北侧近区动态无功储备,提高无功电压安全运行水平,并能提高部分运行方式下东北向华北的直流送电功率。     

高压直流输电的无功特性和无功补偿

从理论上分析了高压直流输电中换流器的无功特性，从而说明了换流站对其所处的整个电网系统无功功率的影响，应如何解决换流站无功问题。其次介绍了常用的无功补偿设备，并结合cui-Guang高压直流输电工程实际，分析了安顺换流站的无功需求及其无功补偿设备的应用，着重介绍了安顺换流站无功补偿设备的配置及其无功控制的实现。     

直流换流站无功设备投切过程仿真研究

确定合理的换流站无功平衡和投切策略是直流输电系统安全稳定运行的基础。阐述了交直流系统的无功功率需求和无功补偿设备容量的确定。在PSS/E软件中建立CDC6直流准稳态模型,利用其自定义分析功能,分别从直流系统的启动和停运两个方面来模拟含有感性无功补偿设备的换流站无功投切策略。启动过程遵循“先切感性无功,再投容性无功”的投切原则,停运过程遵循“先切容性无功,再投感性无功”的投切原则。最后通过仿真算例,换流站与交流系统的无功交换量始终处于限定的范围内,验证了该方法的有效性。     

德宝直流德阳换流站无功平衡与站内配置分析

换流站无功平衡对交直流系统的正常运行有着非常重要的影响。德宝直流输电工程是四川和陕西"水火互济"的直流联网工程,优化了两地能源资源配置。根据高压直流输电稳定运行要满足的无功平衡条件,结合交流系统的无功补偿能力,重点分析在不同运行方式下的无功功率消耗和无功补偿装置配置方式,研究德阳换流站分别作为整流站和逆变站运行时的无功平衡,通过计算和数字仿真,验证了德阳换流站的无功补偿容量的正确性和装置配置方案的有效性。     

高压直流输电系统低功率运行的无功控制策略

当高压直流输电系统低功率运行时,受换流站接入点谐波性能和交流滤波器设备性能限制,投入的交流滤波器提供的无功功率在满足站内无功消耗外可能仍有大量剩余,导致大量剩余无功送入交流系统,使得换流站及附近厂站的电压容易偏高,继而影响到电网的安全稳定运行。文中提出一种充分利用换流器自身无功调节能力的换流站无功控制策略,该策略在有功输送不受影响的前提下,以直流电压为控制量,以换流站无功交换量为反馈量,通过改变直流电压参考值来对换流器的无功消耗进行定量控制,可有效抑制换流站过剩无功对交流系统电压的影响。该无功控制策略解决了现有直流工程中低功率无功优化功能由于开环控制无法对无功功率进行精确控制的问题。PSCAD/EMTDC和实时数字仿真器(RTDS)中的仿真结果验证了该方法的正确性和鲁棒性。     

SVC在高压直流输电换流站的应用研究

介绍了高压直流输电换流站无功控制(RPC)的原理,并针对弱交流系统条件下换流站安装的静止无功补偿器(SVC)控制策略进行了研究,提出了直流控制系统和SVC控制系统协调的控制策略.直流系统运行时,SVC采用开环+闭环的无功控制策略,并引入辅助电压控制.同时,采用暂态控制策略抑制换流站内交流滤波器组投切引起的暂态电压波动.直流系统未运行时,SVC采用电压控制,提高弱交流系统的电压稳定性.最后进行的实时数字仿真(RTDS)试验验证了控制策略的正确性.