基于换流变压器高压直流输电系统建模与仿真

本文提出了一种自耦补偿与谐波屏蔽的新型换流变压器,阐述了新型换流变压器的接线方案和谐波抑制机理;建立了新型换流变压器谐波模型,分析了绕组的谐波电流,推导出使新型换流变压器网侧绕组谐波电流为零的条件。最后针对具体的新型高压直流输电平台模型给出了滤波装置设计实例,分析仿真计算结果表明,本文提出的新型换流变压器原理正确,参数选择合理,滤波效果好,总谐波含量小,在谐波治理方面实现了新突破,具有良好的应用前景。     

特高压直流输电系统物理动态仿真

为了满足±800 kV特高压直流输电控制保护设备测试及技术研究的需要,南瑞继保公司基于向家坝—上海 ±800 kV特高压直流输电系统电气参数搭建了特高压直流输电系统物理动态模拟仿真模型。该动态模拟系统不仅能够模拟特高压直流输电正常情况下的各种运行工况,还可以模拟换流变压器、换流阀、交直流滤波器、直流线路、交流系统等设备的故障。文中所述的闭环特高压直流输电仿真系统已成功应用于向上±800 kV特高压直流输电工程控制保护设备的出厂测试及国内特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,为特高压直流输电系统的建设和运行提供了有力的技术支持。     

特高压直流输电控制与保护技术的研究

随着特高压大电网和交直流并网的开展,直流输电技术逐渐被广泛应用在实际工程中.在直流输电系统和换流技术研究的基础上,结合云广±800 kV特高压直流输电工程,系统地介绍了直流输电控制保护系统的分层冗余结构以及不同故障对应的保护措施,并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案.特高压直流输电控制保护系统的研究对特高压大电网和交直流并网的可靠、有效运行具有十分重大的意义.     

特高压直流输电控制与保护技术的研究

随着特高压大电网和交直流并网的开展,直流输电技术逐渐被广泛应用在实际工程中。在直流输电系统和换流技术研究的基础上,结合云广±800 kV特高压直流输电工程,系统地介绍了直流输电控制保护系统的分层冗余结构以及不同故障对应的保护措施,并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案。特高压直流输电控制保护系统的研究对特高压大电网和交直流并网的可靠、有效运行具有十分重大的意义。     

特高压直流输电系统不同直流滤波器下等效干扰电流的仿真计算

高压直流输电工程中,常以等效干扰电流作为限制直流谐波水平的标准,研究不同工况条件下的等效干扰电流的仿真计算尤为重要。本文介绍了等效干扰电流的概念,提出了特高压直流输电系统的等效干扰电流计算方法,通过对不同的直流滤波器的方式下等效干扰电流的仿真计算,得到了不同直流滤波器的滤波效果。研究结果为高压直流输电系统选择直流滤波器提供了理论计算依据。     

基于PSCAD的特高压直流输电系统建模与仿真分析

为了对特高压直流输电系统中的故障变化特性进行准确的仿真与分析,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,以宾金直流为例,搭建±800 k V,8 000 MW的特高压双极直流输电系统模型,主要对直流输电系统中的无功补偿设备、滤波装置、直流线路、直流控制系统进行详细建模。对于送、受端交流系统,在换流母线处对两侧实际交流系统进行戴维南等值,搭建了以直流系统为主、交流系统简化的实际系统输电模型。并对直流系统的典型故障换相失败进行仿真分析,分析了换相失败故障发生前后,特高压直流系统中主要电气量的变化。通过与实际故障录波的波形进行对比,验证了模型的可行性。着重分析了逆变侧换流母线上流入受端交流系统有功功率、无功功率的变化。研究结论为分析特高压直流换相失败故障对于实际交流系统的影响提供了技术支持。     

特高压直流输电系统实时闭环仿真建模

仿真研究是发展高压、超高压和特高压电网的必要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于RTDS仿真器和南瑞继保研制的±800kV直流控制保护样机搭建了云广直流输电系统"孤岛"运行方式实时闭环仿真模型。为验证所建模型的有效性和可信性,与非实时电磁暂态软件PSCAD/EMTDC对单电气元件特性、云广直流输电系统稳态潮流和暂态特征进行了仿真校核和分析。校核结果显示,2种仿真工具模拟的电气元件特性、系统稳态潮流和暂态特征基本一致,从而表明了搭建的实时闭环云广直流输电系统的可用性和可信性。由于考虑了UHVDC控制与保护设备的控制作用的实时参与,所搭建的闭环云广直流仿真系统将更能反映实际交直流系统的动态特性,更具实际工程参考价值。所述的闭环云广直流输电仿真系统已成功应用于云广特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,从而为云广特高压直流输电工程的建设和运行提供了有力的技术支持。     

特高压直流输电换流阀控制系统应用

换流阀控制系统的研究对于特高压直流输电工程建设具有重要意义.文章介绍了直流输电的优势,然后结合实际案例,分析了特高压直流输电换流阀控制系统的结构及应用原理,为类似工程的建设提供参考。     

特高压直流输电系统中直流转换开关的电流转换分析与仿真

以±800kV 200MW锦屏一苏南特高压直流输电工程为背景,对直流转换开关系统中不同转换开关的工况进行分析和仿真计算。阐释了金属回线转换开关和大地回线转换开关在特高压直流输电系统运行方式转换中发挥的作用;分析了中性母线开关和中性母线接地开关在特高压直流输电系统应对故障时发挥的作用。以金属回线转换开关为例,着重分析了直流转换开关电流转换的过程,以及恢复电压水平对转换过程的影响。采用PSCAD／EMTDC仿真计算软件,对各直流转换开关承受的电气参数进行了仿真计算研究,给出了分断电流、恢复电压水平、能量吸收值等相关参数作为特高压直流转换开关系统的设计依据。     

特高压直流输电系统顺序控制的研究

介绍了特高压直流输电系统中顺序控制的概念及功能,模式转换的顺序控制,换流阀层的顺序控制,极层的顺序控制,双极层的顺序控制.根据特高压直流输电工程换流站运行的特点,分别列出换流阀层、极层、双极层的开关配置.结合特高压直流输电系统实验及工程现场运行情况,分析了顺序控制的实现条件,换流站开关的联锁逻辑,以及系统间的配合.向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程成功投运,证明顺序控制能够保证换流站内开关的安全、可靠操作,输电系统的平稳起停,以及各种控制模式之间的平稳切换.     

特高压交直流电网数模混合实时仿真系统

国家电网仿真中心数模混合仿真实验室建立了特高压交直流电网数模混合实时仿真系统,模拟特高压交直流跨区大电网.实时仿真系统选用Linux操作系统,采用Hypersim全数字实时仿真软件,通过信号接口和功率接口实现了全数字仿真程序与一次直流物理仿真装置和二次控制保护装置的互联,基于SGI超级计算机实现了大规模交直流电网的数模...     

云广特高压直流输电负极运行换相失败及控制研究

总结直流输电换相失败的判断标准,研究防止继发性换相失败的控制措施.以云广±800 kV特高压直流输电负极运行为研究对象,利用输电系统实际参数在PSCAD/EMTDC上建立仿真模型,仿真结果表明:减小变压器变比,逆变器不发生换相失败,当增大变比到3.52时,逆变器发生换相失败;三相对称接地短路故障时换相失败对于故障合闸角没有敏感性,两相短路和单相接地短路在故障合闸角为90°和270°时最容易引发逆变器换相失败;接地电阻的大小和故障持续时间对换相失败影响很大.     

特高压直流送端孤岛系统频率稳定控制

特高压直流与大型水电机组配套电源采用送端孤岛运行方式,能有效消除由直流闭锁引起的潮流大范围转移、系统暂态功角失稳问题。但是,送端孤岛系统的频率稳定性是决定系统能否运行的关键因素之一。结合南方电网楚穗、普侨特高压直流孤岛的调试情况,研究了水电站与特高压直流送端孤岛系统超低频振荡的机理,提出了频率稳定控制策略;阐述了直流甩负荷导致部分机组调相运行的机理。机网协调控制RTDS试验平台的仿真结果以及特高压直流孤岛系统的现场调试结果表明了所提控制策略的有效性。     

特高压直流避雷器的技术特点与分析

文章介绍了特高压直流输电工程中所用的各种直流避雷器的作用,特别是±800kV直流换流站内典型的避雷器保护方案;以及不同位置的几种关键的直流避雷器如高压端阀避雷器(V1)、高能中性母线避雷器(E2H)、极母线避雷器(DB)、换流变阀侧避雷器(A1)、平波电抗器避雷器(DR)等所承受的波形;我国直流输电工程用避雷器的情况以及我国自主研发高压直流避雷器的应用进展。讨论了特高压直流避雷器与高压直流避雷器共有的特性参数如持续运行电压、配合电流、能量耐受和功率损耗等参数的变化特点,分析了特高压输电工程所特有的直流避雷器V1、E2H、A1、DR、DB的主要特性和作用,给出了这几种避雷器的几个主要配合参数和极母线避雷器的设计参数,讨论了特高压避雷器设计开发中要注意的电阻片容量和伏安特性、均流技术、污秽技术、均压技术等一系列关键技术。     

多台同步调相机在特高压换流站中的协调控制策略分析

为更好发挥各类动态无功补偿装置特性,提高装置利用率,减少滤波器投切次数,实现系统电压平滑调节,本文结合换流站无功控制功能和同步调相机无功控制特性,提出多台同步调相机协调控制策略,以更好应对交直流系统不同类型电网故障,提高电网稳定性。     

我国特高压直流输电发展规划与研究成果

根据我国一次能源和负荷的分布特点,论述了我国发展特高压直流输电技术的必要性,并从技术研究及设备研制的角度论证了中国发展特高压直流输电技术的可行性。介绍了我国特高压直流输电工程拟在建、审批、规划各个阶段的情况,分析了特高压直流输电技术的现状及需要解决的问题,阐述了特高压直流输电关键技术研究情况及已取得的研究成果,提出了特高压直流输电下一步要研究的课题、重点及完成目标。     

特高压直流分层接入方式下稳态特性研究

探讨了特高压直流分层接入方式下交流系统逆变侧换流母线间电压相互作用影响关系的求解方法,并得出相互作用因子数学表达式。通过PSCAD仿真验证了所求的相互作用因子的准确性。分析了分层接入时,2组换流器采用不同控制方式时对相互作用因子的影响。根据所求的相互作用因子,得出分层接入时系统短路比。特高压直流分层接入方式下,在保持直流输电总功率不变的同时,当分层接入不同的受端系统时,可以使总功率在1000 kV与500 kV两级电网重新分配。最后分析了潮流重新分布时,特高压直流分层接入方式对系统换流器换相失败的影响。     

特高压远距离大容量云电送粤中的稳定问题研究

云电送粤特高压直流输电嵌入交流系统运行,将使送端云南电网面临诸多挑战,其中涌现出的若干稳定问题将对送端电网的安全稳定运行产生重大的影响,亟待深入的分析和研究。介绍了送端云南电网的特点,并分析了云广特高压系统投运后,云南电网将面临交直流相互影响、直流潮流转移导致的电网稳定问题以及送端电网的高周问题。提出针对这些问题的部分研究思路和内容,包括建立全电磁暂态仿真平台开展交直流相互影响的研究;从暂态稳定、电压稳定和低频振荡3方面研究云南电网潮流转移中的系统稳定问题;针对电网高周问题,以机理分析为基础,开展云南电网高周协调控制策略的研究工作。     

电力系统过程网络CAN总线实时性仿真与分析

CAN总线在电力系统过程网络取得广泛应用,总线的实时性是衡量网络性能的重要指标。对CAN总线传输时延进行分析,指出影响CAN总线端到端时延的主要因素。根据CAN总线非破坏逐位仲裁的特点,基于OPNET软件使用队列模型对CAN总线数据传输进行建模仿真,以一个电站过程网络为对象,得到了考虑位填充和不同网络速率情况下数据帧的最大时延和网络平均负载流量,验证了模型的正确性。针对CAN总线强制优先级导致低优先级数据传输时延过大的缺点,使用分类动态优先级方法,在保证不同类别数据实时传输的同时,保证同一类别数据传输的公平性,提高网络的利用率。结果表明,该仿真模型基本反映了CAN传输时延特点。     

一种新型变压器直流偏磁抑制装置

高压直流输电单极大地回路运行产生的地电流会导致变压器直流偏磁,引起变压器局部过热、振动加剧、噪声增大等不良反应.分析了直流偏磁对变压器影响以及抑制直流偏磁的主要方法,提出了抑制变压器直流偏磁的新装置拓扑,采用电位补偿原理,通过故障模拟仿真,完成了对整个装置的器件参数选型,为有关工程建设提供借鉴.