一种基于FPGA的阀基电子设备的研制

阀基电子设备是换流阀系统中的重要设备,主要承担对换流阀中各门级驱动单元触发和监测的工作,是连接控制保护系统和换流阀的执行设备,其稳定可靠性对换流阀的安全运行起着至关重要的作用。设计了一种应用于高压直流输电系统中的阀基电子设备,该设备以FPGA为核心控制,双电源冗余设计,对外通信接口均为光纤,并采用频移键控方式对触发命令进行编码。实验证明了该设备具有实用性、可靠性和可扩展性,输出的各路脉冲宽度调制波形具有高精度的同步一致性,有效地保证了换流阀的稳定运行。     

直流输电换流阀允许晶闸管BOD动作数量的研究

通过理论分析以及PSCAD仿真,验证直流输电换流阀中不同数量的晶闸管过电压强制触发（BOD）时对阀侧直流分量的影响．提出单个换流阀中允许的晶闸管强制触发的数量。     

直流输电换流变故障分析及保护改进

直流输电工程中,换流变保护区内阀侧发生单相接地故障时,存在保护灵敏度低、可靠性差的问题。分析了换流变阀侧故障的故障特征,对比换流变与传统交流变压器的运行工况的差异,结合波形分析结果,验证了基于差分滤波、工频基波有效值的差动保护计算方法不适用于换流变保护,提出取消差分滤波并采用全波电流有效值计算差动保护的改进措施,利用实际的特高压直流工程仿真系统进行验证,结果证实改进后的差动保护解决了阀侧单相接地故障灵敏度低、可靠性差的问题。     

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。     

换流阀冷却控制系统的时滞稳定性分析

换流阀冷却系统是直流输电工程的重要设备，冷却水温度控制的稳定性直接影响换流阀的安全运行。首先介绍了换流阀冷却系统的原理及温度控制策略，被控对象采用带纯滞后环节的一阶惯性环节等效。为减少额外引入的时滞影响，提出冷却系统温度控制测点位置的改进方案。针对PI控制下的一阶时滞系统稳定性问题，推导出基于奈奎斯特准则的解析法，得出系统保持鲁棒稳定的时滞常数稳定域，同时分析了系统稳定裕度和控制器参数的稳定域。仿真和实验验证了解析法分析换流阀冷却控制系统时滞稳定性的有效性。     

复合式换流阀冷却系统的设计与试验

换流阀冷却系统是高压直流输电工程中换流阀安全运行的重要保证。换流阀冷却系统主要采用水-水冷却和水-风冷却两种方式。水-水冷却方式存在高水耗、排水污染以及使用范围受地区限制等问题;水-风冷却方式存在换热效率低、高能耗、高维护成本以及难以满足极端高温环境下的换流阀换热要求等问题。针对上述缺陷和实际应用需求,设计了一种不受地域、水源和环境条件限制的复合式换流阀冷却系统。该系统采用水-风冷却方式,并以制冷机组为辅助冷却系统,具有零水耗、无排水污染及低能耗等特点。仿真试验表明,该系统为我国直流输电工程的发展提供了技术支撑。     

特高压直流输电系统换流阀故障谐波特性研究

针对特高压交直流输电系统谐波总畸变率超标引起的系统保护误动作问题,提出利用频域分析法来研究换流阀故障时产生谐波的特性及其对谐波总畸变率的影响.首先对各阀在故障时的通断特性进行理论分析,然后依托PSCAD/EMTDC建立±800kV特高压直流输电系统模型,并对阀不开通和误开通故障进行仿真分析验证.仿真结果表明,换流阀故障时会产生低次非特征谐波,并导致系统谐波总畸变率超标.上述研究为特高压直流输电系统工程配置滤波器保护而有效抑制谐波提供了参考.     

交直流混合状态估计实用技术研究与实践

为适应高压直流输电的广泛应用,调度中心状态估计软件迫切需要进行相应修改。同时,特高压直流双阀组换流极的出现,也对状态估计直流建模提出了新的要求。针对±800kV特高压直流输电,提出了一套适应换流极双阀组特点的直流输电量测模型,该模型能同时兼容单阀组运行方式。为确保状态估计功能的平稳过渡,采用交替迭代方法,通过对现有成熟的状态估计软件进行较小修改,实现了交直流混合状态估计。指出工程实际应用中的若干技术问题,包括：软件总体流程的设计、换流损耗的考虑、直流运行方式的修正以及特殊量测的转换,并提出了相应的解决措施。开发的交直流混合状态估计软件已在南网总调投入正式运行,实际应用表明其精度、效率以及收敛性均满足实际工程现场要求。     

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。     

基于架空线路的城市柔性直流配电系统设计

文章介绍了基于架空线路的城市柔性直流配电系统设计:系统总体技术方案、控制保护系统、系统运行方式等内容,并描述了混合桥换流桥换流阀拓扑。本文对控制保护系统、监控系统、系统通信LAN网进行详细阐述,并分析了系统运行方式,为基于架空线路柔性直流配电系统工程实际应用提供了参考。     

系统辨识思想在串联晶闸管换流阀故障诊断中的应用

高压直流输电用晶闸管换流器的阀臂由多个晶闸管串联构成,长期以来这种换流阀的故障诊断问题一直没有得到很好地解决.本文应用系统辨识的思想提出了一种全新的办法,较好地解决了这一难题,并对文中提出的故障诊断方法,讨论了诊断系统的实现问题.     

基于新型换流变压器偏磁特性仿真研究

研究变电站优化供电问题,高压直流输电中交直流输电线路并行时换流变压器存在直流偏磁问题,直流偏磁产生的谐波严重干扰到电网的安全运行.分析了新型换流变压器在直流偏磁下的励磁电流畸变特性和谐波特性,为了提高电力系统安全保护性能,提出采用感应滤波技术来抑制直流偏磁谐波的新方法,根据新型换流变压器的参数建立交直流输电线路系统模型,对谐波特性进行仿真,仿真证明了感应滤波技术在交直流输电线路平行架设时对直流偏磁产生的谐波污染具有良好的隔离屏蔽效果,可为设计提供依据.     

换流阀冷却系统频繁补气排气的原因分析及解决措施建议

阀冷系统为对换流阀进行冷却,是直流换流站的重要组成部分。通过对历史运行数据进行统计分析,总结某换流站运行过程中3套阀冷系统内冷水稳压装置频繁补气、排气的原因,并提出了相应的改进措施。     

基于时序分析的阀冷进阀温度预测方法

电网在运行过程中,换流阀等关键设备会不断产生热量,当设备的热量不断聚集温度不断上升,会影响设备的稳定性和安全性,保证换流阀等关键设备稳定运行就显得至关重要.阀冷系统作为冷却系统的关键设备,以热导性较高的水为介质,将设备的热能带出,达到降低设备温度的目的.可以通过监控冷却水的温度、压力技术指标来确保换流阀安全、稳定运行....     

谐波影响下的高压直流输电系统运行特性分析

随着多馈入直流工程的不断发展,换流站发生谐波扰动的概率大大增加.通过分析换流母线谐波对锁相环和换相过程的影响,研究了高压直流输电系统的控制器在谐波扰动下的运行特性.通过减少电流偏差控制器的输出量以减少定熄弧角控制器在谐波扰动中的稳态误差,提高了直流系统传输容量.最后提出了谐波扰动中系统运行点的计算方法.PSCAD软件的仿真结果证明了分析和计算方法的准确性.     

基于电压变化的直流输电线路故障识别与保护

目前,在运行的直流输电工程中,直流输电线路保护系统容易受到电压变化的影响而出现线路故障,进而降低直流输电的可靠性与安全性因此,为了保证直流输电线路的运行安全,有必要在综合考虑电压变化影响的前提下,完善直流输电线路故障识别与保护措施.本研究首先分析直流输电线路正常运行状态、区内故障状态、区外故障状态的判断方法与标准,然后...     

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。     

新一代控制保护系统可视化编程软件设计与实现

电力系统控制保护系统传统上采用直接编写源代码方式进行编程,随着高压直流输电技术的发展,在复杂的高压直流输电控制保护系统开发中,传统的编程方法已经很难满足直流控制保护系统的开发和维护需求。针对这种情况,结合电力系统控制保护系统的特点,提出了使用可视化编程的方式进行应用程序开发,并设计实现了可视化编程工具ACCEL,已应用于哈郑直流输电控制保护等工程的开发和维护。     

抑制直流连续换相失败的光伏无功补偿策略

抑制直流输电系统换相失败,是维持交直流混联系统稳定的关键,目前一般通过加装无功补偿设备来提升系统的动态无功支撑能力,从而抑制直流输电系统连续换相失败。但无功补偿设备存在成本较高、损耗大等缺点。伴随新能源产业的快速发展,受端电网直流落点近区接入大量光伏电站,光伏逆变器具有动态无功支撑能力,这为抑制直流输电连续换相失败提供了新思路。本文提出了一种利用光伏电站调相运行能力抑制直流输电连续换相失败的策略,参考换流母线电压与直流逆变侧熄弧角,调节光伏输出的有功功率和无功功率;在故障时增加光伏逆变器无功输出,达到抑制直流输电系统连续换相失败的目的。最后基于标准测试系统和实际电网对文中所提策略进行仿真验证,搭建大规模光伏电站接入的受端高压直流输电系统电网模型,对提出方法的有效性进行验证。     

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.