500kV官山变电站直流融冰兼SVC装置的研究及应用

结合500kV官山变电站的实际需求,设计了直流融冰兼SVC装置技术方案;介绍了直流融冰兼SVC装置的基本结构、原理、功能和运行方式,并通过电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对技术方案中的部分线路进行仿真;仿真结果表明,本方案的直流融冰兼SVC装置有效地解决了长距离超高压线路的覆冰问题,并且提高了电网电压的支撑能力。     

直流融冰兼SVC装置阀组检修作业方法研究

500k V桂林变电站直流融冰兼SVC装置是南方电网投入的国内容量最大的直流融冰装置,在超高压输电线路融冰抗冰工作及平衡系统无功功率中发挥了重要作用。针对直流融冰装置检修缺乏标准的问题,研究了直流融冰兼SVC装置阀组检修作业方法及仿真系统,具有重要的实际应用价值。     

一种直流融冰兼SVC阀组全工况运行试验系统

直流融冰兼静止无功补偿器（static var compensator,SVC）晶闸管阀组在直流融冰运行方式下和静止无功补偿运行方式下的运行工况完全不同,国内外尚无专门针对直流融冰兼SVC阀组运行试验的试验系统,给出了一种直流融冰兼SVC晶闸管阀全工况运行试验回路,分别介绍了该试验回路的主回路设计和控制系统设计。在此基础上完成了最大电流5 000 A、最大电压30 kV、最大故障电流100 kA的试验系统的开发,在该试验系统上完成了直流融冰兼SVC阀组的全部运行试验,试验结果表明,该试验系统能够满足用一套试验系来完成阀组在直流融冰模式和SVC模式下的所有运行试验,能够保证开发的直流融冰兼SVC阀组具备高可靠性。     

12脉波直流融冰兼SVC系统的实现

根据南方电网实际需要,研制了12脉波直流融冰兼SVC系统。基于电力电子整流技术的直流融冰装置,兼具静止无功补偿(Static Var Compensation,简称SVC)功能,应用前景广阔。以贵州电网500kV变电站直流融冰兼SVC工程为例,对系统功能、切换方案、控制系统、晶闸管阀组和现场应用进行了分析,论证了采用12脉波直流融冰兼SVC系统的必要性和优点。     

大容量直流融冰兼静止无功补偿装置的研制与应用

研制了新型大容量直流融冰兼静止无功补偿器(SVC)装置。与小容量直流融冰装置相比,大容量直流融冰兼SVC装置具有以下特点:设备容量较大且具有SVC功能,一次结构上采用2台三绕组换流变压器,高压侧从高压电网直接受电,中压侧连接交流滤波器组,低压侧连接晶闸管阀组;通过14组三相电动隔离开关的位置变换和控制保护系统的功能切换,实现了融冰和SVC运行模式之间的自动切换,可尽量避免人工参与;由于设备应用场合重要性更高且需要长期运行,控制保护系统采用了双系统冗余配置,提高了设备的可靠性。现场应用表明,大容量直流融冰兼SVC装置在融冰模式运行时可有效解决大线径、长距离超高压线路的覆冰问题;在SVC模式运行时可有效提高电网电压的支撑能力。     

星接链式静止同步补偿器在直流融冰的应用

两台星接链式静止同步补偿器(STATCOM)通过中性点连接融冰线路可实现直流融冰,该方式谐波小,占地少。文中说明了该融冰方式的控制原理,通过功率分析的方法推导了直流电压波动公式和分析了二倍频环流的原因,并通过仿真分析得到了证明。为了进一步实现工程应用,还分析了STATCOM的优化选型设计,并与传统的静止无功补偿器(SVC)兼融冰装置进行了技术参数和特点的比较,提出了STATCOM用于直流融冰时适合的应用范围,并提出了移动式STATCOM融冰设计的理念和设计方法。     

安徽地区超高压输电线路融冰技术方案分析

安徽地区气候多变,存在形成输电线路覆冰的条件。介绍了当前国内输电线路融冰技术的现状,阐述了各种融冰技术的原理,分析了不同融冰技术的优劣和适用条件,得出基于固定式直流融冰技术的固定式可控硅整流兼具SVC功能的直流融冰装置,较为适合目前安徽地区的超高压输电线路融冰的结论。     

直流融冰装置整流技术的比较

输电线路覆冰会引起线路断线、杆塔倒塌、大面积停电等事故,给国民生活造成严重影响,直流融冰技术是解决线路覆冰的有效手段。介绍了直流融冰技术的原理以及目前已实际应用的三种直流融冰技术,并对三种整流技术的电路结构、特点及适用范围进行了对比分析,得出结论:基于二极管整流技术的直流融冰装置结构简单、成本较低,但是由于电压控制问题,只适用于中长距离线路融冰;基于晶闸管整流技术的直流融冰装置输出电压、电流可以连续调节,且可以作为SVC使用,是目前应用最广泛的直流融冰装置;基于PWM整流技术的直流融冰装置电能质量及无功特性较好,但由于成本及技术问题,目前仅在短距离、小容量融冰中有所应用。结论对直流融冰实际应用中装置的选择有一定的指导意义。     

带静止无功补偿器功能的直流融冰装置过电压保护及绝缘配合

带静止无功补偿器(SVC)功能的直流融冰装置已经广泛应用于融冰装置的设计制造中。这种直流融冰装置兼具SVC和直流融冰2种功能,造成其2种工作模式下的稳态运行特点和故障过电压来源及幅值存在差异,对装置的控制保护系统和绝缘设计提出了不同的要求。为此,以典型参数的12脉动带SVC功能的直流融冰装置为研究对象,通过仿真建模,分析了装置的稳态运行特点、典型故障过电压及其影响因素。分析结果表明,2种工作模式的公共避雷器配置参数应以融冰模式的运行电压为参考,其最苛故障过电压来自融冰线路断线故障。在这种避雷器配置方案下,换流变压器阀侧和晶闸管两端的绝缘裕度在SVC模式下比在融冰模式下分别高10%和40%,符合装置运行于SVC模式时间远大于融冰模式的运行策略。     

SVC融冰技术在220kV变电站的应用研究

线路覆冰给电网安全运行带来很大隐患,SVC装置平时可作为一种动态无功补偿设备用于加强电网安全稳定性;当线路覆冰严重时,SVC经过简单切换可作为一种直流融冰装置,以下简单介绍了SVC用于融冰的基本原理,并以某220kV变电站为例,说明了SVC融冰的可行性。     

直流融冰系统保护配置与操作策略

基于电力电子整流技术的直流融冰装置,兼具直流融冰和静止无功补偿(staticvar compensation,SVC)功能,应用前景广阔。以复兴变电站直流融冰示范工程为例,对直流融冰系统的结构、特点进行了分析,提出了直流融冰系统的保护方案,包括:交流过流保护、交流欠压保护、阀短路保护、直流过流保护、直流欠压保护、直流断线保护、直流谐波保护以及桥电流不平衡保护,并给出了相应的操作策略。     

高压大功率电网新型MMC-STATCOM结构 直流融冰装置研究

通过改进MMC-STATCOM结构可使其具有直流输出能力,实现高压大功率电网的直流融冰功能。运用三相模块化多电平换流器(Modular Multi-level Converter,MMC)的公共直流端以及MMC各相之间能量能够相互流动的特点,实现四象限运行,且模块化的设计适合用于高压、大功率的场合。应用耐压高,驱动功率小的电子注入增强栅晶体管(Injection Enhanced Gate Transistor,IEGT)作为功率子模块的开关器件,能够使装置容量得到更好的扩充,实现大电流的直流融冰和大功率的无功补偿功能。静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)也为无功补偿提供更准确和快捷的补偿能力。最后利用Matlab等仿真软件搭建三相MMC-STATCOM结构融冰装置仿真模型进行模拟仿真,结果证明此结构在电网中可稳定且快速地运行。     

基于混合子模块的新型模块化多电平直流融冰装置

在分析电网直流融冰和动态无功补偿功能需求的基础上,提出了桥臂采用半桥子模块和全桥子模块以组成混合子模块多电平换流器的直流融冰装置方案。为了确保直流融冰电压的连续可调,提出了每个桥臂中半桥和全桥子模块数量的具体计算方法,该方法与全桥模块化多电平换流器方案相比最多可以节省1/6的开关器件,同时,提出了混合子模块的电容电压平衡控制策略。最后通过PSCAD/EMTDC软件进行了仿真验证,证明了所提拓扑结构和控制策略的正确性和有效性。     

换流变压器在直流融冰装置中的作用研究

直流融冰是目前最为成熟和可行的融冰手段之一。文章在现有直流融冰技术的基础上,通过对直流融冰的最小融冰电流、直流融冰功率以及谐波电压的研究,分析使用和不使用换流变压器对直流融冰装置和交流线路的影响,为直流融冰的应用提供了一个新的思路。结合四川电网某融冰工程项目,使用PSCAD/EMTDC软件仿真得出使用换流变压器的工程实际应用条件和限制范围,研究成果成功应用在四川电网直流融冰项目设计工作中,可供今后工程参考。     

适用于全桥型模块化多电平换流器的直流融冰装置控制策略

现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功功率,产生特征次谐波,对交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器(MMC)具有直流电压和直流电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。文中提出了适用于全桥型MMC的直流融冰装置控制策略。首先,对全桥型MMC直流融冰装置的主回路拓扑的运行原理进行了介绍,并给出了适用于全桥型MMC的调制比定义。其次,充分利用全桥型子模块可输出正、零、负模块电压的特点,分析如何实现零起升压/升流,以满足不同类型、长度线路的融冰需求,使得直流电压很低时,交流侧仍然保持很高的电能质量。然后,基于无功补偿容量、设备利用率和器件裕度等对装置的无功补偿进行研究,确定了装置无功补偿模式的拓扑结构。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了直流融冰模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

大容量融冰装置系统设计与仿真

为解决500 kV长线覆冰线路的融冰问题,设计了6脉波换流器并联的高电压、大电流直流融冰装置。由于6脉波换流器工作时产生大量的谐波以及融冰运行中需要电网提供大量无功,为此提出了固定式滤波器FC+TSC(晶闸管投切电容器)的谐波治理和无功补偿方案。根据无功需求和谐波分析,给出了FC滤波器参数设计。并对加入FC+TSC和无治理装置的仿真结果进行了对比,验证了系统方案和参数的正确性和有效性,满足了电网的标准要求。     

大容量直流融冰兼网省协调无功补偿装置的集成与应用

500 kV官山变固定式直流融冰兼无功补偿装置主电路为无换流变的6脉波桥式拓扑,网侧电抗器采用油浸式铁心结构,兼作无功补偿模式下的相控电抗器。该装置在无功补偿模式下直接接入华东网调电压自动控制系统,接受无功指令调度运行。文中介绍了该套装置的基本参数、拓扑重构方案、融冰线路切换系统、无功网省协调机制。给出了典型运行模式下的控制策略,并且结合现场运行数据对该套装置在架空输电线路融冰、无功补偿方面的应用效果进行了分析。     

移动式全桥MMC型融冰兼STATCOM装置研制

本文对一种基于全桥型MMC的融冰装置进行了研究,他具有模块化、可扩展性强、冗余性高、生成直流电压范围广等优点,十分适用于直流融冰场合.本文首先分析了应用于融冰装置的MMC工作原理,然后提出了融冰装置的控制策略.为简化实验条件,提出了一种新型的额定电流零功率试验方案.并且研制了一台工业用移动式MMC融冰装置,并在该装置上...     

计及TCSC的交直流系统静态电压稳定性分析

基于交直流系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种利用可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator,TCSC)提高交直流系统静态电压稳定性的方法。该方法研究了交直流系统潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值,以节点电压对无功功率变化的灵敏度为指标,结合参与因子,判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点或者区域,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。对美国西部5机14节点系统进行了仿真计算,验证了TCSC在交直流系统中提高静态电压稳定性的可行性、有效性和正确性。