云广直流逆变侧直流电压测量偏低时直流系统响应特性仿真研究

针对近期云广直流多次出现因逆变侧直流电压测量值偏低导致直流系统电压异常升高的问题,结合控制策略对电压异常升高的原因进行了详细分析,并通过大量RTDS仿真试验,研究了不同故障程度、功率水平和运行方式下发生逆变侧直流电压测量偏低故障时直流系统的过电压水平和控制保护响应特性。仿真结果表明,不同的故障程度、功率水平和运行方式下直流系统表现出不同的控制保护响应特性;逆变侧直流电压测量偏低会造成直流系统过电压;大功率模式可缓解直流过电压水平;而降压运行相比全压运行工况下电压控制功能较不稳定,在故障程度较大时有系统失稳和崩溃的风险。最后,从现场运维的角度,对逆变侧直流电压测量偏低可能导致直流过电压或闭锁的风险进行评估,提出运维建议,为现场运行人员提供参考。     

西门子和ABB路线逆变侧U_(DL)测量偏低时直流系统响应特性对比研究

直流测量系统作为高压直流输电系统的重要设备,对直流系统安全稳定运行起着至关重要的作用。逆变侧发生直流电压测量偏低故障时会造成直流系统过压,严重时可能造成直流闭锁,危及设备安全。文中介绍了南瑞—ABB和许继—西门子两种技术路线的基本控制策略,从控制保护原理和逆变侧UDL测量偏低时直流系统响应特性两方面进行了对比分析,并对可能导致直流过压或闭锁的风险进行评估,提出运维建议,为现场运行人员提供参考。     

高压直流线路电压异常波动对分接开关控制的影响

高压直流线路电压波动异常是目前困扰天广、高肇及兴安直流输电系统的主要疑难问题之一,主要由逆变侧高压直流线路电压测量异常引起,而至今其根本原因仍不十分明朗。根据分接开关控制原理及实例,探讨了当逆变侧电压测量发生异常时,不仅可能直接影响到本侧分接开关的调整,还可能影响对侧的分接开关调整,并将带来分接开关频繁调节、换流变阀侧电压偏低、传输功率偏低等一系列问题,甚至可能导致低负荷情况下相应极闭锁。这些分析对提高直流输电运行维护水平、在当前状况下确保直流输电系统的稳定运行有一定的帮助。     

高压直流线路电压异常波动对分接开关控制的影响

高压直流线路电压波动异常是目前困扰天广、高肇及兴安直流输电系统的主要疑难问题之一,主要由逆变侧高压直流线路电压测量异常引起,而至今其根本原因仍不十分明朗.根据分接开关控制原理及实例,探讨了当逆变侧电压测量发生异常时,不仅可能直接影响到本侧分接开关的调整,还可能影响对侧的分接开关调整,并将带来分接开关频繁调节、换流变阀侧电压偏低、传输功率偏低等一系列问题,甚至可能导致低负荷情况下相应极闭锁.这些分析对提高直流输电运行维护水平、在当前状况下确保直流输电系统的稳定运行有一定的帮助.     

柔直系统直流电压测量值偏高影响分析及对策研究北大核心CSCD

为提升柔性直流输电系统稳定性,一般在柔直单元逆变侧设置辅助直压环,当正、负极间直流电压跌落到一定阈值时,直流电压由逆变侧控制,整流侧输送固定有功功率,并为交流系统电压提供无功功率支撑。然而受环境或自身质量影响,高压直流分压器有可能产生故障,进而引发直流电压波动。当整流侧测量异常偏高时,引起逆变侧辅助直压环起动作,导致此时系统的整流侧和逆变测两端均控直流电压,直流系统输送功率失控,甚至发生反转。针对这一风险,文中基于RTDS的异步联网仿真平台,通过对测量值乘一个异常系数k来模拟直流电压电流测量异常,对直流电压测量偏高导致柔性直流电网功率反转机理进行了分析,并提出相应的防范措施。     

DFIG型海上风电混合直流送出的控制策略

为了减少海上风电经采用电压源换流器的直流输电系统送出的系统的造价,提出的基于双馈风机的海上风电经混合直流输电送出的拓扑结构是:风电场侧换流器为电压源换流器,逆变侧换流器为电网换相换流器(LCC)。为保证系统在正常状态下稳定运行并能够对风速变化进行功率追踪,风电场侧换流站采取定交流电压和给定频率的控制,逆变侧采取定直流电压控制。同时,针对电网为弱系统时易发生连续换相失败故障,提出在LCC的控制系统中加入定关断角控制作为故障备用控制,并在定关断角控制启动时在风电场侧整流站加入定直流电压控制来抑制换相失败。在PSCAD仿真软件中模拟海上风电利用混合直流送出电能,仿真结果验证了混合直流输电系统能够跟踪风电场输出的功率变化,在交流侧故障时协调控制策略的转换能够减少换相失败的次数,保证系统恢复正常运行。     

电压测量偏差对直流输电系统影响仿真研究

在RTDS实时仿真系统上模拟再现了实际直流系统曾发生的电压测量偏差引起的直流闭锁故障,证实了直流现场电压异常波动问题为电压测量偏差所致。同时在进行大量仿真的基础上,分析总结了直流系统在不同负荷水平下发生直流电压不同类型测量偏差时的运行规律。     

LCC-MMC型混合直流输电系统送端交流故障穿越控制策略

整流侧采用电网换相型换流器,逆变侧采用模块化多电平换流器的混合直流输电系统可以解决传统直流输电逆变侧换相失败问题。针对混合直流输电系统送端交流故障引起的直流功率传输中断问题,提出一种基于降低逆变侧桥臂电压交直流分量的故障穿越控制策略。在分析送端交流故障特性的基础上,设计了根据整流侧交流母线电压跌落程度确定逆变侧子模块减投个数的方法,依靠对逆变侧直流电压的降低值进行定量分析来维持送端交流故障后直流系统的功率传输能力。在计及换流器有功、无功约束的条件下,设计了整定逆变站直流调压限值的方法。采用同步调控换流器桥臂电压交直流分量的方法降低逆变侧直流电压,能够满足系统对调制比的要求,使逆变侧交流出口电压不发生畸变,且适用于送端交流母线电压跌落较大的情况。最后,通过对不同严重程度的送端交流故障进行仿真对比分析,验证了所提控制策略的有效性。     

电压测量偏差对直流输电系统影响仿真研究

在RTDS实时仿真系统上模拟再现了实际直流系统曾发生的电压测量偏差引起的直流闭锁故障,证实了直流现场电压异常波动问题为电压测量偏差所致。同时在进行大量仿真的基础上,分析总结了直流系统在不同负荷水平下发生直流电压不同类型测量偏差时的运行规律。     

渝鄂直流背靠背联网工程最后断路器跳闸功能配置

柔性直流输电系统逆变站切除全部交流线路,甩负荷运行,会导致逆变站直流侧及其他部分电压异常升高,危及一次设备安全,因此,在逆变站中配置最后断路器跳闸功能非常必要。结合渝鄂直流背靠背联网工程,提出针对柔性直流输电系统的最后断路器跳闸功能配置方案,并基于RT-LAB实时仿真平台,接入实际控制保护系统和运行人员控制层监控系统,对所提配置方案进行验证。试验结果表明,配置最后断路器跳闸功能后,可保证在交流断路器跳开前或直流电压上升到保护定值前,柔性直流控制系统下发换流器闭锁命令,避免直流侧及交流侧严重过压。     

集成直流断路器功能的高压大容量DC/DC变换器

高压大容量DC/DC变换器是直流电网中电压变换的关键设备。提出一种集成直流断路器功能的高压大容量DC/DC变换器,利用变换器自身控制实现直流侧短路故障阻断功能,具有轻量化、低成本、高效率的优势。首先,分析该变换器的拓扑结构、工作原理,推导子模块、晶闸管、二极管等器件的参数设计依据;然后,提出闭锁子模块和晶闸管阻断故障电流的机制,设计适应于该变换器的控制方案;其次,分别针对正常工况与故障工况进行了仿真与实验验证,结果表明该变换器拓扑结构及控制策略的有效性;最后,通过与其他典型的集成直流断路器功能的DC/DC拓扑进行对比分析,评估所提变换器的技术经济性。     

基于DC-DC变换的变电站直流电源设计

在电力系统中后备电源是变电站直流系统的核心。本文针对后备电源的可靠性进行了探讨,提出了双重Boost升压变换器法。为了防止直流电源模块并联运行时产生的环流和电流不均衡现象,本文采用中间电流均流控制法的方案,使升压后的电源模块实现并联互备。使用MATLAB/simulink仿真软件搭建了相应的仿真模型,最后通过仿真分析得出：双重Boost升压法不仅是一种有效的升压方法而且还可以减小电路中功率元件的电流应力。中间电流均流控制法可以实现稳态的均流控制,保证电源模块在出现故障的情况下可以进行不断电互备替换。     

A DC fault handling method of the MMC-based DC system

The flexible DC system based on the modular multilevel converter (MMC) has a good development prospect. However, the DC fault handling is still a technical difficulty since the large capacity DC circuit breaker technology and its engineering application are not yet mature. Therefore, the converter-based fault isolation method is widely discussed. One typical idea of the converter-based isolation methods is to create a symmetrical short circuit at the AC system artificially after a DC fault, so the ac-side source could be separated from the DC fault point and the DC fault current can decay to a very small value naturally, which is represented by the double-thyristor switch scheme (DTSS). This paper analyzed the feasibility of the converter-based fault isolation method, including the isolating speed, influence on the ac-system protection and restart of the system. After that, the improved DC fault handling method by introducing damping modules was proposed, which could accelerate the DC fault isolating speed, avoid the maloperation of the ac-system protection and guarantee the fast restart of the system. Finally, the simulation cases based on the PSCAD/EMTDC are carried out to verify the superiority of the proposed scheme.     

基于DSP控制的双向DC/DC变换器研究

分析了由Buck/Boost双向变换器与双向半桥直流变换器构成的级联式双向DC/DC变换器原理;研究了适用于Boost变换器的无源软开关电路.在数字控制的硬件平台基础上,提出了一种一端稳压、一端稳流的控制策略,实现了能量双向流动的自由转换.最后给出了实验波形;验证了理论分析.     

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。     

DC/DC模块电源并联研究

介绍了直流变换器模模并联及其均流问题。从模块输出特性角度分析了CCM工作模块不能直接并联，而必须采取均流措施；从模块输出特性和能量角度分析DCM工作模块可以直接并联，且能自然实现各模块间均流。用4个DCM工作Buck电源模块交叉并联实验证实了这一结论。     

改GE752系列发电机为油田钻井电动机

通过对中海油公司两台美国GE公司5GE-752T5A发电机成功改造为GE公司5GE752AR2A水平钻井电动机,一方面表明系列化电机之间可以相互改造;另一方面为油田钻井维修部门缺少GE752电动机备品提供了一种快速、经济的解决方案.     

反馈稳定控制电流模式DC/DC变换器

首先给出了自稳定控制的物理概念及其基于滤波器的实现思路,同时依据PWM控制DC/DC变换器系统的分段线性特点,提出了一种新的Jacobian矩阵求解方法,将其应用于自稳定控制峰值电流模式Boost变换器系统,实现了反馈控制参数优化分析,最后给出了有关的仿真和实验结果,验证了文中所提控制方法的有效性和理论分析的正确性.     

双向DC/DC变换器中耦合电感的应用研究

为了保证双向DC/DC变换器在降压模式的高效率、低损耗、节约能源等条件下,满足大功率负载的要求,将耦合电感应用到变换器中。对不同工作状态下电感电流的状态方程进行了分析,给出了耦合电感的最大电感电流脉动和最大磁通密度的数学表达式。采用耦合电感后电感储能能力变大、磁芯体积降低,使变换器能够满足"大电流-大功率"负载的要求。最后进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

DC/DC变换器的变结构控制应用现状

变结构控制以其良好的控制性能在非线性系统中得到了越来越广泛的应用。对DC/DC变换器中变结构控制方法的应用现状做了概括性的研究，主要包括：滑模面的类型及其相应的使用范围，存在的问题及常用的解决方案；以及变结构控制的发展趋势。