背靠背直流工程灵宝换流站直流系统保护

分析了西北—华中联网背靠背直流工程系统主接线方式、运行模式以及所有可能的故障情况 ,按照直流系统保护功能规范的设计原则和要求 ,对灵宝换流站的直流系统保护进行了设计、系统配置和系统暂态仿真研究 ,工程所用装置正在控制保护系统整体功能性能的仿真测试中。     

基于MMC柔性直流输电背靠背样机的研制

MMC型背靠背直流输电系统在世界范围内受到广泛的重视.基于南澳±160kV,200MW柔性直流输电示范工程项目,研制了MMC型背靠背大功率柔性直流输电样机.在介绍采用IEGT的MMC阀的拓扑结构的基础上,说明了该试验样机的系统构成,主要系统参数,设备中的变压器,阀电抗器和充电电阻的主要作用.对控制和保护系统的配置情况进行了介绍.对该试验样机进行了仿真分析,研究了在直流侧单极接地故障,直流侧双极短路故障和变压器二次侧故障情况下系统的暂态电压,电流波形,验证了柔性直流输电系统的理论分析和数字仿真的正确性,为相关工程应用奠定了理论基础.     

RTDS应用于直流控制保护系统的仿真试验

介绍了电力系统实时数字仿真系统(RTDS)在西北—华中联网背靠背直流工程灵宝换流站直流控制保护系统仿真试验中的应用情况,详细说明了仿真系统的配置、建模以及与外部系统的接口,并对RTDS用于直流控制保护系统仿真研究进行了总结。     

基于详细控制保护模型的黑河直流系统EMTDC仿真

基于完全自主开发的等价实时仿真平台,对黑河背靠背直流工程现场控制保护功能进行了系统仿真。该系统仿真中控制原理模型与现场工程完全相同,通过50%电流阶跃响应41ms结果表明控制性能满足规范要求;保护原理模型完全采用现场工程逻辑和配置,通过阀丢脉冲故障验证了换相失败保护作为后备保护600ms动作的准确性。该软件系统为黑河直流工程设计和事故分析提供了有效工具。     

背靠背直流输电故障闭锁后过电压分析和优化

背靠背直流输电系统某些靠近接地点端发生直流母线接地故障时,系统闭锁后会出现过电压现象。本文分析其原因为故障点与接地点形成短路回路,引起阀短路保护先于极区接地保护动作。此类故障情况下,阀短路保护动作后执行立刻闭锁,在闭锁过程中造成直流系统过电压;而单独的直流母线接地故障执行正常闭锁,或者单独的阀短路故障执行立刻闭锁,均不会出现闭锁后的过电压现象。本文引入接地点电流作为辅助判据,提出两种优化方法。当发生相同的靠近接地点端直流母线接地故障时,控制系统有选择性地执行不同闭锁方式,可有效避免闭锁后出现直流系统过电压,有利于电力系统故障的可靠隔离,降低系统一次设备运行风险。     

背靠背供电直流系统故障分析

分析了在背靠背供电直流系统中发生接地故障和窜入交流时,对直流系统的危害,并提出了改进意见.     

柔性直流配网极间故障控制保护策略与主设备参数配合研究

直流配电网在改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源无扰并网以及城市直流负荷接入等方面,相比交流配网有较大优势。然而直流线路具有故障电流上升速度快、峰值大的特点,极易损坏换流器件及设备绝缘,因此,对直流线路的故障处理提出了较高的要求。基于MMC的柔性直流配电网可以通过接地方式的设计实现直流线路单极故障穿越,而危害更大的极间短路故障尚无很好的处理方法。以背靠背典型两端直流配电网为例,分析了直流线路极间短路故障时的暂态特性及其对交流系统、换流器及直流侧的影响。分析了极间故障时的控制保护策略及其与主要设备参数的配合关系。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC下进行了直流线路极间短路故障的仿真研究,验证了该控制保护配置与主设备参数配合策略的正确性。     

灵宝背靠背直流换流站220 kV换流变压器故障保护动作分析

介绍了灵宝背靠背直流换流站220kV换流变压器阀侧套管接地故障过程和保护动作情况。在简要介绍直流接地过流保护原理的基础上,分析了换流变阀侧接地故障的故障特征以及换流阀换相过程对故障电流的影响。通过对故障过程中保护动作情况的分析,总结了灵宝背靠背直流保护对换流变阀侧接地故障的响应情况,提出了在背靠背直流换流站中针对直流接地故障的保护功能设置应进一步完善的环节,对工程设计及现场运行具有一定的指导意义。     

背靠背柔性直流输电系统充电期间接地故障特性和保护定值设计

对称单极结构背靠背柔性直流输电系统(back-to-back flexible DC transmission system, DC-BTB)带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时故障特征不明显,易造成保护拒动;正常充电期间存在正负极不平衡电压,易造成保护误动。针对此问题,分析带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时的特征量,并与运行期间相同故障下的特征量进行对比;分析正常充电和极对地故障下正负极不平衡电压特征;针对不同接地故障及其特征,优化换流变压器阀侧零序过压保护、换流变压器阀侧中性点过流保护和直流电压不平衡保护的定值设计。最后,基于实际控制保护装置,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system, RTDS)中搭建模型进行仿真分析,结果表明经定值优化后的保护可有效识别充电期间接地故障特征和正常充电特征。仿真结果验证了所提定值优化设计方法的可靠性。     

背靠背直流输电系统平波电抗器额定值研究

根据背靠背高压直流输电系统的固有特点,研究分析了如何仿真确定背靠背高压直流输电系统平波电抗器的稳态额定值和暂态额定值,其中包括:用于计算平波电抗器稳态额定值的谐波电压源相关参数的选取与计算;用于计算平波电抗器稳态额定值的仿真回路的搭建;背靠背高压直流输电系统平波电抗器可能发生的故障以及用于计算平波电抗器典型故障的方法。以云南电网与南方主网鲁西背靠背直流异步联网工程为例,对平波电抗器稳态额定值和暂态额定值进行了仿真和计算,并对平波电抗器绝缘水平进行了确定。     

三峡－上海直流输电工程控制保护功能的完善

简述了三峡至上海直流输电工程的系统调试过程,分析了宜都站直流场大地/金属转换开关的保护功能,并提出了修改建议;研究了其直流线路保护、极母线差动保护和中性母线差动保护,给出了直流线路人工短路接地故障试验结论;分析了换流站辅助电源丢失试验结果,分析了试验过程中双极中性母线差动保护误动的原因,提出了改进措施并付诸实施。以上几个技术问题的解决,完善了该工程的控制保护功能,保证了该工程的顺利投运。     

灵宝背靠背直流输电工程直流极保护系统三取二逻辑功能的实现

直流输电系统保护除了与交流继电保护一样,能满足快速性、灵敏性、选择性和可靠性的要求,还必须具有足够高的RAM(Reliab ility、App lic ition、m aintainab ility)指标和冗余化设计。灵宝背靠背直流输电工程许继控制保护系统中直流极保护系统采取了与国内交流继电保护不同的三取二逻辑概念,对其原理及实现方法进行了阐述,同时也介绍在西门子不提供技术支持的情况下,实现运行状态与试验状态的自动转换功能,并在试验状态下能自动闭锁出口。灵宝背靠背直流输电工程目前已正式投入商业运行,直流极保护系统经历了工程实际的考验,验证了三取二逻辑及实现方法的合理性、正确性、有效性。     

华中华北联网及安阳变电所过渡方案研究

华中与华北联网是全国联网南北互供的主通道之一，是全国北部电网与中部电网的重要联网工程。经过系统论证，华中华北联网宜采用先交流，后过渡到直流背靠背的方案。安阳变电所是华中华北联网工程中的关键变电站，其电气接线方案、配电装置、站用电接线等既要满足近期的联网要求，又要适应远期直流背靠背换流站的要求。因此，安阳变过渡方案的研究对于联网工程显得尤为重要。文中对安阳变电站的过渡方案进行了深入细致的研究，提出经过优化的过渡方案，能更好地适应华中华北联网先交流、后直流的分步实施要求。     

高压直流输电系统的保护策略

直流系统保护策略是直流输电工程系统研究和控制保护系统设计的重要组成部分，其目标是保护设备，避免故障或异常工况造成的设备损坏和影响直流输电。高压直流输电系统可能的故障工况包括挟流阀故障、直流部分故障和交流部分的故障，直流系统在不同的故障情况下表现出一定的特性，根据直流系统运行特点和故障特性提出了高压直流输电系统的保护策略。文章以三常高压直流输电工程为例详细说明了长距离直流输电系统的保护策略，包括功能配置、保护原理、保护动作的处理方式以及控制保护系统仿真研究所采用的手段，并在此基础上时高压直流系统保护策略进行了总结。     

±420kV中国渝鄂直流背靠背联网工程系统设计

与前期工程相比,±420 kV中国渝鄂背靠背联网工程系统设计的主要难点在于工程直流电压较高、容量较大,且故障穿越、交直流保护等要求提升,但全控电力电子器件的暂态应力配置水平有限且交流电网极端运行方式恶化。针对器件暂态应力配置水平受限,文中提出了精确的换流器桥臂故障电流上升率计算方法、阀控过流保护的分桥臂闭锁策略、阀本体过压保护的动态过压定值策略,解决了弱器件能力下无法兼顾设备安全性和故障穿越能力的问题。针对极端运行方式下交流电网和柔性直流系统高频失稳和弱系统失稳问题,分别提出了失稳机理及解决失稳的工程实用方法。针对接入500 kV交流电网带来交流断路器失灵保护和直流差动保护的特殊要求,提出了相应的解决对策和建议。     

适用于柔性直流电网的500 kV级直流电缆与架空线路并联运行控制及保护策略

高压直流电缆是跨海长距离输电和新能源并网的重要装备,高电压等级、高通流能力的直流电缆还处于研发阶段。为推进高压直流电缆研发,考验长期运行性能,依托国内某±500 kV柔性直流电网工程建立了直流电缆综合试验站。该柔性直流工程线路主要采用架空线,试验站位于其中一个换流站单极出线处,采用直流电缆与架空线路并联运行方式,其运行控制和保护配合复杂、可靠性要求极高,尚无工程经验可循。针对500 kV级直流电缆试验段与架空线路并联切换运行的接线方式,提出了试验站直流电缆监视和投入退出控制策略、故障保护策略以及过负荷运行控制保护策略。仿真试验结果证明,所提策略可保证直流电缆接入柔性直流电网后可靠运行。     

基于柔直电网的暂态量保护方案及配合策略研究

柔直电网中直流线路故障的检测和隔离是一个亟待解决的问题。针对柔直电网的基本架构,在分析直流线路故障对直流线路保护的需求的基础上,引入了基于边界原理的暂态量保护,并进行了适用性分析。通过分析发生直流线路故障时快速跳开直流线路两端的直流断路器必要性,提出在提高测量采样频率和优化判据时间窗的基础上,根据故障反行波能量和前行波能量在功率送端站和受端站的不同特征,对暂态量保护判据进行优化,并给出了直流线路两端配置的保护方案。在此基础上,进一步研究了暂态量保护与直流断路器、直流母线保护相配合的故障清除策略。通过仿真验证了所提策略的可行性。     

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。