柔性直流接入对交流系统短路电流影响机理研究

本文针对柔性直流输电技术应用过程中面临的对交流系统短路电流影响问题,以目前主流的采用MMC换流阀拓扑的柔性直流输电技术为分析对象,从柔直输电系统的工作原理出发,研究交流母线故障下,柔直提供短路电流产生机理,并结合实际工程案例,选取不同的控制策略仿真分析柔直工程建模。对柔性直流输电技术应用过程中的柔直控制策略设计具有一定参考意义。     

基于PSCAD的海上特高压柔性直流线路保护的故障处理方法

柔性直流输电技术迅速发展,但其所面对的问题也越来越多,一个典型的问题是直流输电线路出现故障时,其迅速变化的故障电流会对其可靠性产生影响,因此,如何在最短的时间内切断故障电流,保证电网的安全运行,研究符合要求的快速、可靠的柔性直流输电(FDC, flexible direct current)保护机制显得尤为重要；本文首先对FDC系统保护机理的研究现状进行了综述分析,对故障特点进行了探讨,针对直流输电线路的新原理、新的布线方式进行了创新,提出了一种既能满足各种需求又能保证其正常运行的高效的直流线路保护方案；仿真试验和工程应用证明：该方案能够迅速地识别和隔离故障,对于保证FDC系统的安全、稳定运行有着十分重要的作用。     

MMC-HVDC直流双极短路故障电流分析

直流母线上双极短路故障是柔性直流输电系统最为严重的故障.目前针对模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC,modular multilevel converter based HVDC)系统故障的研究大多数侧重于故障的保护,而对于故障电流特性的研究只是简单的仿真分析.因此为了能够准确分析系统直流侧暂态故障电流的特性,通过对短路故障的暂态特性建立数学模型,进而分析MMC-HVDC系统直流母线上双极短路故障的暂态特性,推导出故障电流的数学表达式,并提出利用比例因子的方法来改进等效电容值,从而使故障电流计算值更精确.在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC系统,对实验仿真波形与计算波形进行比较和分析,验证了所提方法的可行性与精确性.     

向无源端网络供电的多端MMC-HVDC控制策略研究

中压直流配电网具有良好的发展前景,本文以贵州电网柔性直流配电示范工程为对象,研究向无源网络供电的多端MMC-HVDC控制策略。首先分析了无源网络的供电特性以及MMC-HVDC向无源网络供电的可行性,研究了基于混合子模块的MMC数学模型,然后搭建了一个向无源网络供电的四端柔性直流输电系统仿真模型并为其设计了相应的双环控制策略。常规的无源端控制器采用定交流电压和频率控制,介绍了虚拟同步发电机的控制原理,结合项目需求,文中同时还设计了采用虚拟同步发电机控制的无源端控制器。最后,利用PSCAD对搭建的多端柔性直流输电系统模型及其无源端控制器的设计进行了仿真验证,仿真结果表明两种控制策略都能实现向无源网络的灵活供电,但基于虚拟同步发电机控制的无源端控制器能减少负荷波动时的频率波动。     

基于DC/DC变换器的柔性直流输电数学建模仿真

为缓解高质量电压对直流输电线路造成的抑制影响,充分增强柔性直流输电网络的可靠性与灵活性,建立基于DC/DC变换器的柔性直流输电数学应用模型.通过DC/DC变换器控制的方式,选择与变换器结构体相关的拓扑连接行为,再利用高频变压器原副边匝数比数值,实现基于DC/DC变换器的直流输电特性分析.设置MMC基本控制器,采取内外环控制同步实施的方法,完成输电网络环境中的三次谐波调制,实现基于DC/DC变换器的柔性直流输电数学应用模型的顺利应用.仿真结果表明,应用所提方法的柔性直流输电网络中的电压传输量、电流传输量均出现明显增大的变化趋势,输出功率稳定,可有效缓解高质量电压对直流输电线路造成的抑制性影响.     

柔性直流输电换流阀冷却系统研究

以南澳岛多端柔性直流输电换流阀冷却系统为研究对象,介绍柔性直流输电阀冷系统的工艺流程、主要设备与回路及其控制保护系统。     

配网电磁合环倒电分析系统(GRS/D)的设计与应用

介绍接驳于SCADA系统的配网电磁合环倒电分析系统(GRS/D)。在确保电网与设备安全运行的前提下,其通过潮流计算和分析确定不同电源的两条线路间是否具备环网倒电条件,大大提高城市配网的供电可靠性。     

直流双闭环调速系统及其模糊控制的仿真

给出了常规直流双闭环调速系统的仿真模型,采用Matlab对该模型进行了仿真,得出结论:常规直流双闭环调速系统具有较好的动态与静态特性,可以很好地抑制扰动量对电动机转速的影响,但该系统依赖精确数学模型,在增加解决环节的同时,系统模型趋于复杂,可能还会影响系统的可靠性。在该分析结果的基础上,提出了一种基于模糊控制+PI转速调节器的直流双闭环调速系统的设计方案,该方案中电流环仍采用常规PI调节,转速环改为模糊控制器与常规PI调节分时作用方式。仿真结果表明,引入模糊控制器的新系统响应速度高、过渡稳定、系统超调得到改善。     

基于紧急功率支援的直流输电系统研究

VSC-HVDC通过利用全控期间的电压源型换流器,在一定程度上,克服了传统直流输电的不足之处,同时实现了有功功率和无功功率的独立控制。本文通过在仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了基于电压源型换流器的三端直流输电系统,并设计采用了改进型PID控制算法与功率支援模块用以快速改变直流线路传输功率,通过动态电流限幅环节抑制交流侧故障过电流,针对逆变器交流侧的几种常见故障和直流线路故障时系统的运行状况进行了仿真分析,并对不同的故障设计了不同的运行方案,仿真结果表明该系统在多种故障情况下均能够有效的保持系统频率与电压的稳定。     

一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制策略

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是一种新型的电压源换流器拓扑,很适合于柔性直流输电(Voltage Source Converter Topology Applied in Voltage Source Converter-high Voltage Direct Current,VSC-HVDC)场合。在系统正常运行之前,MMC中的电容需进行预充电操作,以建立额定的电容电压和直流母线电压。首先介绍了传统启动方式存在的缺陷,为弥补这些不足,结合MMC启动时的数学模型,在详细分析换流器电容预充电动态过程的基础上,采用载波移相(Carrier Phase Shifted Modulation,CPSM)策略提出了一种适用于MMC可控阶段的新型启动方法。设计了电容电压参考值给定方式、内环电流控制以及外环电压控制,该预充电策略在限制过电流和避免过电压的同时,兼顾启动的速度和效率,提高了柔性直流输电系统启动的快速性和可靠性。由在Matlab/Simulink中所构建模型的仿真结果可以看出,所提出的控制策略正确、有效。     

基于遗传算法的HVDC系统控制参数优化

高压直流输电技术以其大容量远距离输电、交流系统之间的异步互联、传输功率快速可控等优点在我国得到了广泛应用,高压直流系统的控制参数直接影响到直流输电系统的运行特性,因此对高压直流系统控制参数的优化显得尤为重要。本文以传统高压直流系统为研究对象,以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,基于采用简单记忆法策略,即在每代寻优结束后,将最优个体保留在适应度最低的个体的位置方法对传统遗传算法进行改进,并采用改进后的遗传算法对高压直流控制参数进行优化。应用MATLAB将遗传算法和高压直流系统模型相结合进行仿真,通过多次迭代得到优化的控制器参数。同时,将优化后的控制器参数与原始参数的鲁棒性进行比较,证明了控制器参数优化的必要性以及遗传算法优化控制器参数的可行性和优越性。     

基于直流输电系统稳定性的反馈控制

在直流输电系统中,换流器速度的提高可以快速调整直流线路上的功率,从而提高交流系统的稳定性,增强输电能力.本文用动力系统的方法研究了直流输电系统的稳定性.在自治与非自治两种情况下对直流输电系统的数学模型作了理论上的分析,设计出了相应的反馈控制,该控制可以对直流换流器中的触发滞后角与触发越前角进行快速有效的调节,进而让换流器中直流电流指数地趋于稳定.     

基于多CPU控制的高压防爆开关综合保护系统的研究

针对目前煤矿井下6 kV电网防爆开关存在载流能力小、保护简单、故障率高等问题,文章提出了一种基于多CPU控制的高压防爆开关综合保护系统的设计方案,分析了矿井6 kV高压电网故障保护的工作原理,详细介绍了系统软硬件设计。基于多CPU控制的高压防爆开关综合保护系统采用单片机MSP430F149和DSP TMS320VC5402作为主控制器,可对各种电网信号进行综合分析,实现对高压电网的全面监测功能。实验结果表明,该系统工作稳定、动作可靠、显示准确。     

通信系统中电网输配电高压直流高效检测仿真

为了有效提高输配电高压直流运行效率,需对通信系统中电网输配电高压直流进行高效检测,但当前高压直流检测过程中,普遍存在着检测所需时间过长、检测准确度较低、成本开销过高等问题,提出基于混沌特征分析的高压直流高效检测方法。通过对通信系统中电网输配电高压直流进行分析,建立输配电设备与高压直流中电流和电压之间的关系,获取高压直流电压方程和高压直流最大电流,对其进行变换,提取高压直流特征,采用混沌特征分析理论构建高压直流特征点偏差函数,对偏差函数进行最小值求解,实现高压直流高效检测。实验结果表明,所提出方法检测所需时间较少、检测准确度较高、成本开销较低。     

电力改革和大数据发展背景下的大用户接入电网电压等级选择研究

为了利用输配电价改革、配电网络、用户负荷特征等信息和数据资源,给用户提供全方位、精细化的供电服务,并针对高耗能企业提出的期望通过选择高一级的电压等级电网供电降低用电成本的升压诉求,本文分析了用户选择高一级的电压等级供电进行技改升压的技术原则和要求以及用电成本要素,提出了新增大用户接入电网电压等级选择经济评价模型和已有大用户技改升压经济评价模型,并对贵州省高耗能企业技改升压典型项目进行了经济评价。在贵州省现有输配电价下,用户年平均用电量大于1.2亿kWh,用户供电从35kV技改升压到110kV的静态投资回收期少于5年,技改升压项目具有经济效益;用户年平均用电量大于10亿kWh,用户供电从110kV技改升压到220kV的静态投资回收期少于5年,技改升压项目具有经济效益。     

矿热炉短网谐波电流的检测与补偿控制

针对10 t矿热炉短网所存在的谐波电流大和功率因数偏低等现象,提出了一种基于电流分解、倍频变换的软预测方法,在减少坐标变换复杂运算的基础上,可有效实现对短网基波电流、谐波电流、功率因数及相关电参数的检测。同时给出了融功率因数补偿和谐波电流抑制的双闭环补偿控制系统设计方案,通过仿真和实际测试验证了该预测控制方法的可行性,以及具有明显的经济效益。并也可推广适用于电网、电力变换装置等需要无功功率补偿、谐波抑制以及故障诊断和保护的系统中。     

飞机高压直流电源系统计算机仿真的新方法

飞机高压直流电源系统是一种新型的飞机电源系统。该文提出一种基于MATLAB的计算机仿真功能对飞机高压直流电源系统进行研究的新方法。仿真结果表明，MATLAB提供的SIMULINK和PSB两个工具箱的联合使用，是对飞机高压直流电源系统进行仿真的一个很好的方法。     

分层网损的实时监视与统计在调度自动化系统中的实现

通过在调度自动化系统（EMS）中实时监视与统计各电压层级负荷总和、电厂出力及厂用电、与相邻地区电网及地方电力公司电力交换、网络损耗等情况,可加强电网负荷管理,掌握电网负荷分布及特性,分析电网运行损耗,提高电网安全、经济、优质、环保运行水平。提出220kV-500kV电压等级线路损耗、变压器损耗、网损损耗的工程计算公式以及在系统中的实现手段,介绍在EMS系统中对任一时间范围内的网损均值的统计和查询方式。通过分析EMS系统采集数据的特性,探索日常数据维护工作中提高网损统计准确性的措施。处理好数据同步性和采样精度等所造成的偏差问题,有利于电网运行调控中分析网损指标,明确降损原则和调控措施,达到提高资源利用率、增加经济效益、减少能源损耗、改善环境的目的。     

基于独立分站的煤矿井下高压电网自适应保护系统方案

针对煤矿井下高压供电系统速断保护经常越级跳闸的问题,提出了一种基于独立分站的自适应保护系统方案。该方案通过对每条线路的电压、电流进行实时监视和分析,自动改变继电保护的整定值和特性以提高过流保护装置的灵敏性、可靠性;通过独立分站实现了速断保护的纵向选择性,为消除矿井高压电网长期存在的因短路故障而引起越级跳闸的安全隐患提供了技术支持。