静止同步串联补偿器的启停策略

静止同步串联补偿器(SSSC)因启动困难问题一直制约其工程应用和发展。提出一种可转换的带外接充电支路的SSSC电路,将其充电状态和正常运行状态设计为2种不同的工作模态;详细分析基于上述电路的SSSC启停方案,即基于网侧旁路开关的“零电流分”启动策略和“零电压合”停运策略,实现SSSC启停过程中系统的稳定;最后,在南京220 kV西环网统一潮流控制器(UPFC)工程上验证了所提SSSC启停策略的正确性。     

分布式潮流控制器控制保护策略研究

近些年,随着波动性与间歇性新能源电源的大规模接入,具有成本效益与功能强大优势的分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controllers,DPFC)在国内外逐步得到关注,并有多个工程项目相继投产运行。为提高DPFC运行的安全可靠性,结合DPFC的组成结构,研究了DPFC运行时可能发生的故障类型,并构建了各故障类型对应的等效电路。基于等效电路模型,分析并提取了串联耦合变压器故障、IGBT器件故障、触发信号丢失/直流电源损坏等故障情况下DPFC装置子模块的外在表现特征。结合故障特征与DPFC的启停动作时序,提出了DPFC的保护配置方案,并提出了DPFC变压器过压、直流电容过流、直流电容过压以及直流电容失压的保护策略。基于PSCAD/EMTDC构建了含DPFC的电磁暂态模型。仿真结果表明,所提保护配置方案及保护策略可以有效兼顾DPFC多种故障保护的需求。     

基于模块化多电平矩阵变换器的低频输电系统柔性启停策略

基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的低频输电系统(LFTS)因其无需建设海上换流站，在中远海上风电送出方案中具有巨大的应用潜力，但目前尚未有文献对LFTS的启停控制深入研究。为了实现低频线路开关在无电压及无电流状态下分合控制的目的，采用了一种柔性启停策略，包括一种无同期的启动策略和一种无电压电流分开关的停运策略。以双端LFTS为分析对象，通过对M3C的灵活控制和启停逻辑的合理设计，无需新增控制装置及检同期的控制策略，可解决LFTS启停时易出现的过压及过流问题。仿真实验结果和结论表明了所提控制策略的正确性，各换流站之间实现完全柔性启停，具有良好的LFTS工程应用前景。     

模块化多电平换流器子模块均压电阻参数优化策略

子模块的均压电阻在模块化多电平换流器(MMC)启动过程中起均压作用,同时在停运过程中作为电容的放电电阻,但目前缺乏均压电阻参数设计的理论依据和优化策略。通过优化子模块仿真模型引入均压电阻和取能电源相关参数;分析了均压电阻参数在MMC启动过程中对子模块电容均压的影响,阐明了均压电阻过大时电容均压效果劣化的机理;同时修正了MMC停运后子模块电容放电时间的计算方法;最后提出满足电容均压、放电时间和功率要求的均压电阻参数优化策略和具体设计步骤。依托厦门柔性直流输电工程给出均压电阻参数设计实例并进行相关试验,试验结果验证了所提均压电阻参数优化策略的有效性。     

多端柔性直流换流站启停策略与操作分析

柔性直流输电是基于脉宽调制电压源型换流器的新一代直流输电方式,能够实现大型风电场和主网之间的稳定连接。本文介绍了南澳多端柔性直流输电示范工程,该工程本期为三端柔性直流输电系统,换流站采用单换流器双极接线、模块化多电平拓扑结构。通过对换流站的基本控制方式和启动回路分析,确定采用基于换流站自励充电的站间协调控制的启停策略,探讨了南澳三端换流站的启停操作步骤,通过对启停操作的分析获得表征状态变化的电量值。该工程投运后,证明所采用的启停策略及操作步骤正确有效。     

700 MW机组制粉系统全程自动启停

介绍了珠江发电厂 70 0MW机组锅炉制粉系统、热工控制系统的基本概况。控制系统分为机组控制级、子回路控制级、驱动级三级。着重分析了机组启动、停运及正常运行时 ,制粉系统无需人工干预的全程自动启停控制过程     

700 MW机组制粉系统全程自动启停

介绍珠海发电厂700MW机组启动、停运及正常运行时，制粉系统无需人工干预的全程自动启停控制过程。     

基于附加电平MPC的MMC环流抑制与子模块双重均压控制

针对模块化多电平变换器的相间环流与子模块电压波动问题,提出了基于附加电平模型预测控制的环流抑制策略,利用附加的补偿电平实现总子模块数的实时更新,达到环流抑制目的;同时,将相间均压与相内子模块均衡作为子模块的第一重均压控制,再将所投入的子模块电压排序处理构成第二重均压控制。通过分析模块化多电平变换器的桥臂环流与桥臂电压之间的关系以及子模块电压波动的弊端,提出了环流抑制与子模块均压控制策略。最后,在Matlab/Simulink中搭建了31电平的模块化多电平变换器系统仿真模型,验证了所提策略的可行性与有效性。     

MMC低开关频率子模块均压控制策略

针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的子模块均压控制问题以及传统子模块排序均压策略的功率模块平均开关频率问题,通过相关公式推导,分析并指出子模块开关器件动作较频繁的原因。由此提出一种改进型的排序均压控制策略,通过固定每个控制周期功率模块的投切交换个数来降低功率模块开关频率,从而在保证子模块电压合理波动的前提下,明显减小子模块开关器件的动作次数,降低子模块的开关损耗。最后,通过仿真和实验对该控制策略的有效性进行验证,结果表明:在保证电容电压波动较小、系统稳定运行的同时,该策略可大大降低子模块开关频率,减小开关损耗。     

基于温度的MMC变流器均压控制方法

为了提高MMC变流器的可靠性,在传统均压控制的基础上引入了热平衡控制,通过控制子模块的投切过程以减少子模块温度波动,实现MMC变流器可靠性的改善。针对子模块温度的估算,提出了以IGBT模块的福斯特热网络模型为基础的子模块温度计算方法,在电压均衡和热平衡控制过程中选择需要投切的子模块,通过减少不必要的子模块投切动作以降低子模块温度。采用Matlab/Simulink仿真平台对该控制方法进行验证,并将其验证结果与传统均压控制的温度波动和均压效果进行比较分析。结果表明该控制方法可有效降低器件温度波动,提高变流器的可靠性,具有较好的实用性。     

光伏汇集系统经过混合型MMC并网优化启停控制策略

针对光伏直流升压汇集并网系统,基于半桥全桥混合型模块化多电平换流器(MMC),分析了系统预充电启动过程及停机过程。启动过程中,不控充电阶段半桥子模块及全桥子模块电压不能同步上升,且直流母线电压过低,分析了其原因并且给出了软启动方案。停机过程中,采用MMC系统的传统分组放电策略,放电初始时刻及放电组别切换时刻会产生较大的冲击电流。提出了停机过程中加入能量分配阶段,可大幅度降低直流母线电压值,从而可降低放电电阻值和耐压等级。放电阶段采用了均衡放电策略,配合能量分配阶段,有效抑制了上述冲击电流。最后,通过MATLAB/Simulink搭建了基于混合型MMC的光伏直流升压汇集系统,验证了系统启停控制策略的有效性。     

模块化多电平换流器启停控制策略

为了平稳快速地启停模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter MMC),提出了可应用于有源或无源网络的MMC启停控制策略。启动控制策略和停机控制策略均可分为不可控和可控两个阶段,其中可控阶段可进一步分为直流电压可控和功率可控阶段。在不可控阶段,修正了启动过程的限流电阻参数,提出了停机过程的放电电阻选取原则。在直流电压可控阶段,采用子模块电容电压、投切数与直流电压协调控制方法,计算出启动时的直流电压跌落值和停机时的能量反馈比。在功率可控阶段,根据MMC应用于有源和无源网络控制策略的不同,提出了相应的策略。最后基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,验证了所提启停控制策略的有效性和正确性。     

300MW直接空冷机组空冷系统顺控系统故障处理

分析了300 MW直接空冷机组空冷系统启动过程中顺控系统存在的故障,认为故障原因为逻辑不能跟踪当前步序而造成顺控复位,以及背压控制逻辑调节参数设置不当,造成机组背压波动大。提出空冷机系统顺控逻辑改进和背压自动控制参数优化措施,实现了机组启停全程空冷顺控和背压自动投入。     

柔性直流输电系统MMC换流阀闭环充电策略

随着柔性直流输电系统的快速发展与广泛应用,其启动工况愈发具有多样性,MMC换流阀传统开环充电策略需要综合考虑系统状态变量进行参数配置,且配置难度大。由此提出了通用性的换流阀闭环充电控制策略,无需检测系统状态即能将子模块稳态电压控制在额定值,具有较好的适应性。首先,分析了柔性直流输电系统的三类充电回路及主动均压充电策略。其次,基于子模块特性不一致的均压需求分析,提出了完整的通用性闭环充电策略及对应的柔性直流输电系统的协调启动策略。最后通过PSCAD/EMTDC搭建了三端直流电网模型,仿真验证了闭环充电策略。结果表明闭合充电策略通用于各类换流站的启动充电过程,且可将子模块电压平稳充电至额定值,同时不存在桥臂过流及子模块过压等现象。     

统一潮流控制器的平滑启动和停运策略

统一潮流控制器(UPFC)包含串联和并联两个部分,其并联部分与静止同步补偿器(STATCOM)类似,目前已有成熟的策略实现其启动和停运,但对于串联部分,尚缺乏对实现其平稳接入和退出交流系统的有效策略研究。文中对UPFC的结构和运行原理进行分析,通过并联部分对串联侧换流器进行部分充电,再通过串联侧换流器的主动充电策略将其充电至额定状态,以减小其解锁时对换流器的冲击;另一方面,通过串联侧换流器控制线路电流在串联变压器绕组和串联变压器旁路开关之间的平稳转移,使串联变压器旁路开关在零电流断开和闭合,以及使串联侧换流器在零功率闭锁,从而实现UPFC的平滑启动和停运。基于PSCAD的仿真结果表明,该策略可以使UPFC的启动和停运过程对交流系统基本无影响。     

600MW机组超临界直流锅炉大顺控功能组的设计及调试

传统电厂的顺控系统只是控制单台设备及其辅助设备的启停或是几个设备之间开关量的控制。随着大型机组的兴建和发电厂集控要求的不断提高,只靠SCS控制的顺控系统已经远远不能满足运行的要求,这就需要引入MCS和FSSS甚至DEH等各个系统交错起来控制整个生产线的启停。文中通过调试过程中的现场情况,介绍了600 MW机组超临界变压运行燃煤直流锅炉风烟系统顺控和除氧气上水系统的顺控设计思路和控制策略,并通过现场投运后的结果,验证了控制策略的可行性。     

分布式潮流控制器的工程应用综述

DPFC(分布式潮流控制器)能够改善电网潮流分布,解决潮流断面超限问题,提升电力系统承载能力。以DPFC的工程应用为出发点,阐述了DPFC的概念、技术原理及应用现状,梳理了DPFC装置投切方式、控制保护策略及工程应用的实现方式。指出未来DPFC的技术发展应突出装置分布式、控制集中式的特点,重点关注体积小型化、装置轻量化、模块可灵活组合等关键技术要点,以推动多元融合高弹性电网下的DPFC技术进步。     

青海—西藏±400kV直流联网工程的启停方法设计

西藏藏中电网处于发展初期,系统非常薄弱,青海—西藏直流接入后形成"大直流小系统"的局面,常规直流10%功率解锁的方式无法适应系统运行要求。为了满足系统安全稳定运行要求,对青藏联网直流系统的最小启停功率和启停方法进行了研究,提出了单极和双极启停方法,以及为实现该启停功率对直流平波电抗器和换流阀等设备的特殊要求。提出的10%额定电流、25%额定电压解锁/闭锁的直流系统启停方法,能够实现单极2.5%额定功率的启动和闭锁,降低了直流启停过程对交流系统的频率冲击,保证了系统的安全稳定运行。该启停功率和启停方法在青藏直流联网工程中应用效果良好。     

MMC-MTDC系统协调启动控制策略

为快速平稳的启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC),避免各站启动时序配合不当引起大的电气冲击甚至启动失败,提出了MMC-MTDC系统协调启动控制策略。首先,指出MMC存在交流侧、直流侧和交直流侧混合3种预充电方式,基于其充电机理,设计了预充电方式识别方法,提出了可将子模块充电至额定电压的闭环均压充电策略;其次,研究了多端系统启动时序的有效配合方案,提出了基于直流电压斜坡控制方式的并联式MMC-MTDC系统协调启动控制策略;最后,通过Matlab/Simulink构建三端系统进行仿真。结果表明:闭环均压充电方法能自动适应MMC 3种预充电方式,使子模块平稳充电至额定值;协调启动策略则能很好的实现多端系统平稳解锁。     

分布式潮流控制器的阻尼控制研究

分布式潮流控制器(distributed power flow controller, DPFC)具有很好的潮流调控性能和安装运维便捷性,已在国内外多个工程进行示范应用。为分析DPFC的阻尼作用机理,基于简单电力系统,构建了含DPFC的系统方程。以表征DPFC子单元对系统调制深度的DPFC输出电压幅值和相角为控制变量,推导了含DPFC简单电力系统的线性化状态方程。构建了DPFC输出电压幅值和相角对系统发电机的电角速度增量、交轴暂态电动势以及强制空载电动势控制作用的表达式。提出了DPFC具备阻尼转速变化能力的判据,得出了当DPFC总输出电压往容性电压方向增大时,系统阻尼也会随之增大的结论。在DPFC输出电压控制环节的基础上,设计了基于相位补偿的DPFC附加阻尼控制器。仿真结果验证了所提方法可以将发散的振荡在较短时间内有效拉回新的稳定点。