特高压混合直流输电系统中串联换流器的电压分配策略

在常规直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)改造升级中,将受端换流站改造成柔性换流站是一种安全可行的技术方案.基于±800 kV特高压直流工程,将受端的双低端换流器置换为双柔性换流器(voltage source conver...     

±800 kV特高压直流换流站过电压保护特点及直流暂态过电压计算

分析总结了±800 kV特高压每极2个400 kV 12脉动换流器串联结构直流换流站的过电压保护特点,将其与现有±500 kV直流工程换流站的过电压保护作了比较。同时以±800kV具体直流工程为例,选取典型故障工况,在考虑避雷器保护特性的条件下,对换流站几个关键点的典型操作过电压进行了简单模拟计算。计算结果为确定UHVDC输电工程换流站主要避雷器保护水平及主设备耐受水平提供了参考。     

±800kV特高压直流换流站过电压保护特点及直流暂态过电压计算

分析总结了±800kV特高压每极2个400kV12脉动换流器串联结构直流换流站的过电压保护特点．将其与现有±500kV直流工程换流站的过电压保护作了比较．同时以±800kV具体直流工程为例．选取典型故障工况．在考虑避雷器保护特性的条件下，对换流站几个关键点的典型操作过电压进行了简单模拟计算。计算结果为确定UHVDC输电IT程换流站主要避雷器保护水平及主设备耐受水平提供了参考．     

±800 kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。     

±800kV直流输电空气间隙外绝缘特性研究

给出±800kV特高压直流输电工程线路杆塔和换流站直流场空气间隙操作冲击和雷电冲击放电特性的试验研究结果;讨论不同海拔高度下操作冲击放电电压的校正方法,并给出海拔校正系数;对±800kV直流输电杆塔和换流站最小典型间隙距离提出建议,为±800kV直流换流站及输电线路工程建设的设计提供了依据。     

±800kV直流设备现场直流耐压试验

为了总结±800kV特高压设备现场直流耐压试验规律,为以后类似试验及研究提供参考,介绍了首次在国内某±800kV工程某换流站进行的±800kV特高压设备现场直流耐压试验,分析了试验方案的确定过程和试验数据,并用两种模型的最小二乘法对试验数据进行拟合,得出±800kV特高压设备直流耐压试验的伏安特性,发现它比较符合二次多项式函数,并且非线性强电晕的起始电压约为400kV。试验得出了该次特高压设备直流耐压试验的伏安特性、接线方式对试验结果的影响,以及安全距离和海拔高度对试验结果的影响。     

哈密南±800 kV换流站换流区域建构筑物结构设计

换流区域为±800 kV特高压直流换流站的核心区域,是换流站设计的重点和难点。基于哈密南 ±800 kV换流站工程技术条件,论述了换流区域主要建构筑物的结构设计特点。结合国内已投运的±800 kV换流站设计、施工和运行经验,按照技术先进、经济合理、安全可靠、施工方便的原则,总结了±800 kV换流站换流区域包括阀厅、控制楼内电缆夹层、空冷器保温室、换流变压器基础及搬运轨道、换流变压器进线构架等建构筑物结构选型及实施方案,以期对后续特高压直流换流站结构设计提供指导和借鉴作用。     

哈密南±800 kV换流站换流区域建构筑物结构设计

换流区域为±800 kV特高压直流换流站的核心区域,是换流站设计的重点和难点.基于哈密南±800 kV换流站工程技术条件,论述了换流区域主要建构筑物的结构设计特点.结合国内已投运的±800 kV换流站设计、施工和运行经验,按照技术先进、经济合理、安全可靠、施工方便的原则,总结了±800 kV换流站换流区域包括阀厅、控制楼内电缆夹层、空冷器保温室、换流变压器基础及搬运轨道、换流变压器进线构架等建构筑物结构选型及实施方案,以期对后续特高压直流换流站结构设计提供指导和借鉴作用.     

基于VSC-HVDC输电的直流电缆护套过电压建模

高压柔性直流(voltage-sourced converter-based high voltage direct current,VSC-HVDC)输电的直流电缆发生护套过电压可使屏蔽层击穿,导致电缆报废。为此,基于导纳矩阵,建立了直流陆缆的数学模型,给出了各参数的计算方法;同时,依托于厦门高压柔性直流输电示范工程,通过陆缆的级联模型和简化的交流源放电电路对不同工况的比较,具体地仿真分析了电缆主绝缘击穿时金属护套上的过电压特性。结果表明:分布参数电缆的模块化级联模型能够用于电缆主绝缘击穿时的仿真计算;高压柔性直流输电系统中当陆缆主绝缘击穿时,其护套过电压为高频电压,且达到kV量级,持续时间仅为2~3 ms;故障点距离换流站越近,护套过电压产生的应力就越大。因此,高压直流电缆的设计中必须考虑护套过电压保护,以确保屏蔽层不被击穿。     

±800 kV特高压直流换流站最高端换流变阀侧避雷器保护研究

±800 kV直流输电工程与常规±500 kV直流输电工程换流站的避雷器保护方案存在一些不同点,在±800 kV直流输电工程换流站增加避雷器以进一步限制换流站内关键点的过电压水平就是不同点之一,其中包括在最高电位换流变阀侧增加避雷器(A2)对高压阀侧设备进行保护。笔者针对±800 kV特高压直流实际工程,重点分析研究了安装A2避雷器的必要性。选取典型工况在换流站高压端换流变阀侧有避雷器直接保护和无避雷器直接保护的两种方案下计算换流站相关点的过电压水平。结果表明,高压端换流变阀侧加装A2避雷器可直接保护高压端换流变阀侧,有效降低阀侧设备的绝缘水平,从而降低特高压直流工程换流变压器、高压套管等设备的制造成本和难度,因此是非常直接而可靠的保护方案。     

Buck DC/DC变换器在星载开关电源中的应用

介绍了一款可用于星载开关电源的Buck DC/DC变换器。为满足星载开关电源的需要,相对于传统的BuckDC/DC变换器,该变换器在消浪涌电路、启动电路、驱动电路、过流保护电路的设计上做了一些改进,重点分析了其工作原理,并给出了相关设计公式。该变换器转换效率高,可广泛应用于星载开关电源。     

可隔离直流故障的直流电网用DC/DC变换器拓扑

直流电网作为光伏和风电等新能源汇集的重要手段,近些年获得了快速发展。DC/DC变换器作为直流电网中电压变换和隔离直流侧故障的关键设备也日益受到关注。提出了一种适用于直流电网的可隔离直流故障的新型DC/DC变换器拓扑,该拓扑基于半桥模块化多电平换流器型DC/DC变换器,增加故障转移支路,发生直流故障时更易切断故障电流,同时提出了其故障隔离策略。对比该拓扑与半桥式DC/DC变换器的技术性和经济性差异发现,当DC/DC变换器出口侧连接有多个换流站时,提出的DC/DC变换器方案不仅可以更快地切除故障线路,还减少了故障隔离对于直流断路器的依赖。在PSCAD/EMTDC中,针对两个直流电网的典型场景,进行了直流双极短路故障仿真。仿真结果表明,所提出的拓扑具备直流故障穿越能力,非常适用于大规模直流电网系统。     

一种由直流后备式熔断器和直流真空负荷开关构成的直流组合电器

提出了一种由直流后备式熔断器和直流真空负荷开关串联组成的直流组合电器,对其直流开断特性进行了仿真和实验研究。新型直流组合电器可完成直流电流的全范围开断:当开断额定电流和过载电流时,采用真空直流负荷开关利用人工电流过零法开断电流,此时后备式熔断器不动作;当开断大过载电流和短路电流时,采用后备式直流熔断器直接开断大电流,也可以将大电流限制至较低幅值再采用真空直流负荷开关进行分断。实验结果证明,该直流真空负荷开关可以在5 ms内成功开断200 A至1.7 k A的直流电流,直流后备式熔断器可以开断1.7 k A及以上的直流电流。     

直流微网储能DC/DC变换器的自适应虚拟直流电机控制

电力电子化的直流微电网自身缺乏惯性,当功率发生波动时,直流母线电压会产生较大突变,不利于其稳定运行。为了解决这一问题,虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中来模拟直流电机的外特性,进而为直流微电网提供惯性支撑。但传统参数固定的虚拟直流电机控制在提供惯性的同时会牺牲系统的动态响应速度。针对这一问题,提出了参数自适应虚拟直流电机控制,并将它应用于储能端推挽式DC/DC变换器中。建立了系统的小信号模型,分析了转动惯量参数变化对系统的影响,并给出了参数的自适应调节原则。最后,搭建了仿真模型对不同控制方法进行了对比分析。仿真结果表明所提控制策略在为系统提供较大惯性支撑的同时,系统仍具有较快的动态响应速度。     

直流微网DC/DC变换器的虚拟直流电机控制策略研究

直流微网是小惯性系统,负荷频繁投切和新能源出力波动等因素都会影响母线电压的稳定。在直流微网系统中,往往通过储能单元维持系统功率平衡和母线电压稳定。针对储能端口双向DC/DC变换器,提出一种简化的虚拟直流电机控制方法,以增强系统的惯性和阻尼;建立虚拟直流电机控制的小信号模型,分析控制策略的稳定性和动态特性;对于动态响应初期母线电压的冲击性变化,提出输出电流前馈的小信号模型补偿方法,进一步平滑母线电压的动态过程;最后通过仿真分析验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于直流电封闭测试的双向DC/DC电子负载

针对隔离型DC/DC电源的性能测试,设计了一种非隔离双向DC/DC电子负载.该电子负载拓扑结构为四开关Buck-Boost(FSBB)电路,采用单调制波双载波控制方式可在Buck模式、Buck-Boost模式和Boost模式间实现三模式平滑过渡,基于负载数学模型,采用双闭环控制及模型跟踪,可以模拟各类电池和负载的I-U特性,与隔离型DC/DC被测电源构成了直流电封闭能量循环系统.测试系统具有结构简单、高效、宽电压范围等优点.最后搭建了一台6 kW电子负载实验样机平台,并验证了设计方案的可行性.     

直流变压器研究

随着大功率电力电子器件的日益发展,采用电力电子器件构成的电力电子变压器不但可以实现交流变压器功能,而且还可以实现直流变压功能即直流变压器,从而有利于减少变压器的体积和成本;另外,随着直流电网的发展和普及,直流变压器将在直流输电中也会得到较为广泛的应用。因此,电力电子变压器得到了越来越多得到人们的关注,为利于该技术的实际应用,通过电路模态分析、仿真和实验,详细地分析并实验研究了全桥拓扑结构直流变压器的工作过程和高频变压器磁复位工作原理以及输入输出特性,最后给出了实验结果。仿真和实验结果表明直流变压器能够自动利用输出电压实现高频变压器磁复位和直流变压功能。因此,直流变压器可以广泛地应用在不需要调压的直流用电场合。     

直流开断与直流断路器

随着直流输电技术的快速发展,直流断路器的研制水平成为制约其发展的一个重要因素。对直流断路器研制的关键问题——直流开断进行了分析,综述了直流断路器采用的典型开断方法,并对实际系统中比较有代表性的3种直流断路器进行了介绍。     

零电压过渡反激式DC/DC变换器

介绍了一种新型的反激式ＤＣ／ＤＣ变换器,通过附加简单电路,实现了开关的零电压过渡,从而降低了损耗,减少了电磁干扰。     

双向全桥DC/DC变换器在直流微电网中的应用

双向变换器是微电网中的不可或缺的一部分,由DC/DC变换器将分布式电源、储能装置与负荷等构成的直流微电网,在未来供配电发展中会成为一种新的趋势。文中设计和制作了双向全桥DC/DC变换器,分析、计算和选择该变换器的功率器件及参数等,并进行了检验和参数调整。然后将该变换器其应用于直流微电网的锂电池组储能支路,实验结果表明,该双向全桥变换器能够正常工作,当直流微电网系统功率产生波动时,该储能支路能够与其他支路协调配合,稳定了直流母线电压,提高了直流微电网的稳定性。