直流融冰装置不带换流变压器的可行性探讨

为了解可移动式直流融冰装置去掉换流变压器后对装置本体性能和接入系统的稳定性的影响程度,以典型结构和参数的25 MW 6脉动直流融冰装置为研究对象,通过仿真计算,研究了去掉换流变压器对系统电压稳定性、装置交流滤波器、装置绝缘配合和装置融冰性能的影响,结论为:该类型小容量直流融冰装置可以采用不带换流变压器方式运行。     

交流输电系统直流融冰装置设计及其应用

为了应对越来越频繁的冰灾,减少覆冰造成的电网设备破坏,避免大面积断线倒塔,进行了直流融冰装置的研发和应用。根据各电压等级架空线路直流融冰参数分析结果和人工气候试验室试验结论,提出了适用于我国电网交流输电线路的直流融冰技术方案。基于直流融冰关键参数研究结果,针对直流融冰的特殊性和变电站实际情况,提出了带专用整流变压器的12脉动直流融冰装置和不带专用整流变压器的6脉动直流融冰装置这2种经济实用的拓扑结构,完成了样机研发和现场试验。根据实际应用效果,进行了直流融冰装置的推广应用。2009—2012年覆冰期直流融冰装置在国内特别是南方电网的实际应用表明,这种直流融冰装置显著提高了电网抵御冰灾的能力。     

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。     

四川电网配电网交流融冰方法应用研究

四川电网冬季配电网线路融冰需求较为迫切。通过综述在四川电网运用较为广泛的配电网线路交流融冰方法的技术原理、特点、适用范围,经对比:现有交流融冰方法由于融冰电流无法调节,因而存在较大适用局限性;变压器串联交流融冰方法作为其有效补充,提高了现有交流融冰方法的适用性;电容串补交流融冰方法可以调节交流融冰电流,具有较广的工程应用价值。     

换流变压器直流偏磁与饱和保护

分析了换流变压器直流偏磁产生的主要原因,并总结了直流偏磁情况下换流变压器的励磁电流的电气特征以及直流偏磁导致换流变压器的损坏机理,在此基础上介绍了换流变压器饱和保护的原理,以及饱和保护的实现方法,并探讨了换流变压器过激磁保护工程应用中需要考虑的注意事项。     

ABB MACH2系统与国产RCS-977型换流变压器保护在直流输电工程中的应用

ABB MACH2换流变压器保护以及国产RCS-977型换流变压器保护装置,在国内高压直流输电工程中均有应用。本文以这两种保护在龙政、宜华直流输电工程中的应用进行介绍和对比,包括:两种保护软件、硬件设计方面的比较,保护设计理念和优、缺点等分析。对比和分析结果可为今后直流输电工程中换流变压器保护的设计选型提供参考。     

一起换流变压器轻瓦斯频繁动作的分析

换流变压器是直流输电工程中交、直流转换的核心设备,其设备健康度严重影响着直流输送功率及电网系统的安全稳定.针对一起500kV换流变压器出现的轻瓦斯频繁动作故障且存在异常表象逐一进行分析,并提出改进措施及建议.     

贵州电网融冰方法的研究和应用

对2011年冰灾中贵州电网在110 kV及以下输电线路采取的融冰方法进行了总结,分析了各种方法的应用范围,比较其优缺点。基于贵州电网的实践,提出主要采用车载直流融冰装置和融冰变压器两种措施进行110 kV及以下输电线路融冰,并完成了相应样机的研制。现场试验证明了所提措施的可行性。     

葛上直流输电系统中的换流变压器

换流变压器在换流过程中的功能是“变压”和“裂相”,与换流阀组一道,在交流电网和直流线路之间起联接和协调作用,将功率由交流系统传输到直流系统。 为了适应换流器的工作条件,换流变压器具有一系列独特的性能,这使换流变压器的设计和制造比一般变压器更为困难。换流器交流侧电流中含有高次谐波(特征谐波),使变压器损耗增加,并可能产生局部过热;换流阀的不同步触发,将在交流侧和变压器中产生非特征谐波和直流分量,后者使换流变     

基于直流融冰的电网大面积冰灾防御策略

目前,国内外电网均缺乏大规模应用直流融冰装置的实践经验,存在融冰工作效率低、融冰装置配置有待优化等问题,制约了直流融冰装置在抵御电网大面积冰灾方面作用的发挥。在总结南方电网直流融冰装置在2011年初冰灾中应用经验的基础上,分析了线路直流融冰优化调度方法,提出极端冰冻灾害情况下电网保底运行方案,提出了完善直流融冰装置配置的建议,构建基于直流融冰的电网大面积冰灾防御策略。     

可关断器件移动式直流融冰装置研究

为提高电网的可靠运行,加强电网防冰防灾能力建设,我国加强了先进电力电子技术用于融冰领域的研究。文章首先说明了线路融冰额定电流和电压的计算方法,随后介绍了基于可关断器件移动式直流融冰装置的技术先进性,给出了其系统技术方案、主电路拓扑和控制策略,尤其阐明了先进的四象限变流器模块串联的多重化电压源换流器(voltagesource converter,VSC)结构。500 kV线路现场试验证明,该装置的研制成功,为我国电网防冰减灾提供了新的技术手段。     

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。     

新型整流桥串并联切换直流融冰装置

我国南方地区冬季气温低湿度大,在远距离传输的高压输电线路上经常出现区域覆冰问题,覆冰严重时会造成杆塔倒塌等电力事故。文中研究的新型整流桥串并联切换直流融冰装置即用于解决输电线路覆冰问题,可避免造成大面积供电中断。文中基于常规十二脉动直流融冰装置,通过原理分析、参数设计和仿真验证,提出一种新型直流融冰拓扑,可以同时满足导线融冰的大电流和地线融冰的高电压需求。相较于常规十二脉动直流融冰装置,采用新型直流融冰拓扑可以选用一半容量的换流变压器和一半通态平均电流的晶闸管,显著降低设备投资成本;且在大电流输出模式下可以有效减小注入系统的谐波电流,从而减小接入点的系统电压畸变,改善直流融冰装置投入运行时的系统电压质量。     

高压直流换流站内融冰装置的交流滤波系统设计

直流融冰装置是冰期保证电网安全稳定运行必不可少的设备。本文重点针对高压直流输电系统换流站内融冰装置设计的特殊场景,研究了融冰装置对融冰交流母线电能质量、直流换流站交流母线电能质量、换流站交流滤波器设备的影响,提出了换流站内融冰装置的交流滤波系统的设计原则和方法,并通过设计实例和仿真验证了所提出方法的有效性。本文提出的方法能够有效降低融冰装置对直流换流站的电能质量和设备的影响,保证高压直流输电系统和融冰装置的安全稳定运行。     

基于多直流功率支援的直流偏磁治理策略

现有的直流偏磁治理均是从抑制设备的研发层面着手,无法实现从根源上治理直流偏磁。该文提出了一种基于多直流功率支援的直流偏磁抑制方法。首先在PSCAD/EMTDC平台上搭建了宜昌电网变压器中性点直流电流分布仿真模型,根据同一输电断面内多条直流输电线路可进行功率支援的特点,提出主动降低处于单极-大地运行方式的直流线路的输送功率,由同一输电断面中其他直流线路承担相应输送功率缺额,主动制造反向不平衡入地电流以中和单极-大地回线中的直流电流,以此降低交流电网中变压器中性点直流电流的幅值。最后,采用遗传算法对送端机组出力进行优化,并借助PSASP平台对功率转移后送端电网的静态稳定性及暂态稳定性进行了校验。     

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。     

模块化多电平直流融冰装置谐振机理及抑制措施研究

直流融冰作为电网抵御低温冰冻灾害的有效措施之一,融冰装置在线路覆冰期间的运行可靠性极其重要。首先介绍了全桥模块化多电平直流融冰装置的拓扑结构以及直流融冰装置融冰工作状态下直流侧振荡现象。其次,分析了融冰装置振荡机理并提出了抑制措施,即在直流电压前馈环节引入非线性滤波器对高频谐振进行抑制。最后通过仿真与实验验证表明:基于模块化多电平直流融冰系统阻抗的相频特性得到了大幅度的改善,控制系统可以正常解锁、升压,证明了抑制措施的有效性,降低了高频振荡风险。     

高压长线路短路法融冰可行性探讨

高压长线路实现短路法融冰的关键是获得大容量的融冰电源。文章通过对几种典型线路融冰需要的电流、电压和容量进行计算,得出结论：长300 km、4′300mm2的500 kV线路融冰需要建设一个4 kA、50 kV规模的直流电源;若能建设一个融冰电源与静补无功补偿装置合一的HVDCice则更为理想;利用系统中300 MW或以下功率的发电机和变压器,对长度不超过200 km的220 kV及以下线路进行交流融冰在技术上也是可行的;移动式柴油发电机能满足输电线路大跨越和小截面短线融冰的要求。     

直流融冰兼SVC装置开路试验解锁失败分析及处理

为找出500 kV桂林变电站直流融冰兼SVC装置在一次开路试验中解锁失败的原因.结合直流融冰模式下装置主接线方式和换流阀等效电路,通过分析直流出线侧及换流变低压侧电压波形,发现直流正极出线侧存在与换流变低压侧线电压UYCA相差30°的工频交流电压,导致换流阀不具备解锁条件;而工频向量分析结果显示阀侧A相存在单相接地故障,这是导致解锁失败的直接原因.现场检查发现Y桥换流变低压侧A相避雷器存在对地击穿故障,更换该避雷器后直流融冰兼SVC装置在直流融冰模式下开路试验解锁成功.     

Tapping on HVDC lines using DC transformers

This paper investigates a new topology for tap terminals on HVDC transmission, which is based on high-power DC/DC converters. The use of DC transformers brings benefits in terms of better resilience from tap system faults, more flexibility in power reversal, an additional control channel and lower costs for main AC/DC converter and transformer. The paper studies both options: using line commutated and voltage source converters as the main AC/DC tap converters. PSCAD simulation results are given for a 0.025 p.u. bidirectional tap on the 1000 MW CIGRE HVDC benchmark system. The simulation responses with a line commutated converter indicate ability to operate the tap terminal at neutral reactive power exchange over wide range of power levels and also excellent resilience to disturbances on the tap AC grid. The simulations with voltage source AC/DC converter also show excellent responses for wide range of inputs but the DC/DC converter becomes more complex. It is concluded that the proposed topology may provide means for wider access to the existing HVDC transmission links.