计及母联开关的高压直流工程最后断路器智能判断方法

为了提高电网运行的安全可靠性,提出了一种计及母联开关的高压直流工程最后断路器智能判断方法。建立了涉及母联开关的交流场等效模型和图论求解模型,针对各交流母线上接入的N个母联开关,将交流母线抽象为N+1个节点,各节点之间经母联开关相连。以线路汇集节点为起点,以阀组为终点,通过搜索图论模型中起点到终点之间割边的集合,解决了多种功率输送方式下使用常规逻辑设计无法实现包含母联开关在内的整个交流场阀组最后断路器求解的问题。理论推导和工程用例结果表明,该方法能够大大降低工程应用程序的编写和调试难度,有效规避工程扩建期间由于功能修改带来的风险,确保电网安全可靠地运行。     

直流输电工程模块化最后断路器保护策略分析

文中综述了目前直流工程最后断路器保护研究及应用现状,针对目前各种最后断路器保护策略在实际工程应用中存在的缺点,提出了一种模块化的最后断路器保护策略。模块化指按阀组配置最后断路器保护功能模块,功能模块由输入信号、输出信号、逻辑判据组成。保护策略为:在最后断路器保护使能的情况下,与运行阀组存在电气连接的交流母线上无交流出线相连且满足功能辅助判据则最后断路器保护动作,立即闭锁该运行阀组。理论分析和工程实际案例表明,该保护策略适用于不同的直流运行方式和交流场接线方式,模块化配置灵活便于校验和重用,无需新增硬件设备节省投资,无额外延时动作迅速,模拟量辅助判据避免保护误动,更好地保障了设备和电网安全。     

几种电力网络图的连通路径拓扑算法研究

网络拓扑分析是电力系统仿真和分析计算的基础。同一图论问题常常有多种算法,本文用图的形式来描述电力系统模型的结构,将一个具体的电力系统抽象分解为一些线段及联结这些线段的点的集合。并且列举了图连通路径的搜索方法：邻接矩阵法、树搜索法、连接矩阵余子式法。这几种方法都可以达到网络拓扑的目的。     

特高压直流输电工程中最后断路器策略的分析

糯扎渡送电广东直流输电工程额定功率5 000 MW,每极采用双极12脉动阀组串联接线方式,额定电压±800kV。为了使阀组在与交流系统失去联系的同时执行直流紧急闭锁程序,保证主设备避免过电压的危害,为每个阀组配置了最后断路器保护。文中分析了以往工程阀组最后断路器保护跳闸的原理,指出阀组最后断路器判断逻辑仅考虑本串是不完备的;且针对现有最后断路器先验式判断逻辑的不足,提出基于路径上重合节点的判断方法,能根据交流场的实时运行工况判断出每个阀组的最后断路器。该方法规则统一,逻辑完备,对后续高压直流工程设计、应用具有参考意义。     

几种电力网络图的连通路径拓扑算法研究

络拓扑分析是电力系统仿真和分析计算的基础.同一图论问题常常有多种算法,本文用图的形式来描述电力系统模型的结构,将一个具体的电力系统抽象分解为一些线段及联结这些线段的点的集合.并且列举了图连通路径的搜索方法:接矩阵法、树搜索法、连接矩阵余子式法.这几种方法都可以达到网络拓扑的目的.     

基于分段FFT的断路器故障诊断策略设计及应用

换流站交流滤波器断路器是高压直流输电系统的重要组成部分,其内部故障的发生将直接影响直流输电系统的稳定运行。针对滤波器用断路器的故障诊断,提出了一种根据交流滤波器断路器的分合闸电流诊断断路器健康状态的高效在线监测方法。首先,分析了交流滤波器断路器分合闸电流的时域特征和频域特征;然后,利用基于分段随机快速傅里叶变换（fast Fourier transform,FFT）的断路器分合闸涌流频域分析方法,实现对故障信息的实时监测与判定;最后,基于灵州换流站750 kV交流滤波器场7632断路器C相故障录波数据,开展诊断策略有效性分析与验证,结合断路器拆解检查,验证了所提故障诊断策略的有效性,为换流站交流滤波器断路器故障的在线诊断提供了可靠的解决方法,具有良好的工程应用价值。     

基于虚拟电流网络的换流器最后断路器保护

目前,换流器最后断路器保护存在可靠性差、逻辑复杂或预警性不足等问题,实际工程也出现了换流器最后断路器保护误出口事件。为此,文中首先梳理了实际工程换流器最后断路器保护的实现策略,并在换流器最后断路器电流回路特征分析的基础上,构造了虚拟交流出线电流网络和虚拟母线电流网络,继而提出了一种基于虚拟电流网络的换流器最后断路器保护算法,从原理上解决了最后断路器识别问题。所提算法与实际工程应用的算法进行了对比测试,测试结果表明所提算法可正确地识别最后断路器,原理清晰可靠,且有效地避免了实际工程中算法逻辑复杂、需要遍历等问题。     

配电网三相平衡优化重构策略

为解决配电网系统中日趋严重的三相不平衡问题,提出以降低配电网的总体三相不平衡度为优化目标构建配电网重构模型,并引入图论代数连通度理论对辐射状网络拓扑约束条件进行快速处理,通过融合不同特点的变异策略构造复合型微分进化算法对重构模型进行求解。仿真算例结果验证了所提方法的有效性。     

基于图论理论的电力系统解列策略生成方法

解列电力系统是消除电力系统异步运行最有效的方法之一。利用图论理论将电力系统描述成一个无向点权图,结合电力系统解列问题的特点,给出一种解列策略求解方法。该方法将全系统范围寻解转换成在局部系统中求解,缩小了求解空间。数值仿真表明该方法是有效的。     

电力系统最优主动解列断面搜索模型及算法

解列是电力系统在故障时结构完整性得不到保证的情况下分裂为2个或多个孤立稳定运行子系统的过程或操作。及时恰当的主动解列操作将能有效地避免因保护连锁动作使得电力系统被动解列而崩溃所造成的巨额经济损失。结合图论中的相关概念和输电网最优解列的物理过程,建立电力系统最优主动解列断面选择问题的完整数学模型,并基于含连通图约束的背包问题(connected graph constrained knapsackproblem,CGKP)及其求解算法提出"搜索调整"的2阶段求解方法。为降低问题的复杂性,将完整数学模型分解成图的最优平衡分割问题和基于优化潮流的调节问题,并分2个阶段分别求解。其中,图的最优平衡分割问题又被分解成多个CGKP,利用基于含CGKP的图分割方法进行求解。所提出的主动解列策略具有较强理论基础,计算复杂度低,算例的计算结果证明了该模型及算法的正确性和有效性。     

基于Dijkstra算法的广域自适应跳闸策略

为了减小故障切除范围和实现大规模互联电网的快速自适应跳闸,提出了一种基于图论搜索技术的广域自适应跳闸策略。从图论角度出发,构建被保护元件——断路器邻接矩阵和断路器邻接矩阵,并根据断路器的运行状态修正邻接矩阵。以故障元件或失灵断路器为源点,通过Dijkstra算法得到与源点连接的断路器路径,最后根据所获取的距离值和路径确定跳闸策略。算例分析表明,所提方法能够根据电网实时拓扑结构、故障元件位置和断路器状态实现跳闸断路器在线搜索,跳闸策略能够很好地满足广域保护配合要求。     

多端口电感耦合型直流限流断路器快速重合闸策略

高压直流（high voltage DC,HVDC）电网是连接可再生能源与交流主网的主要载体,直流故障后的恢复速度对整个交直流电网的稳定性有重要影响。基于多端口电感耦合型高压直流限流断路器,提出一种与直流电网换流器控制策略相配合的快速重合闸策略。介绍了多端口限流断路器的拓扑结构,分析了换流器控制策略对故障隔离后直流电压的影响,并对限流断路器的重合闸时序进行了选择,形成了与风电场等弱交流系统连接的换流器-断路器协调配合重合闸的控制策略及逻辑流程。在4端双极直流电网仿真模型中,验证了所提重合闸策略具有冲击电流较低,故障恢复时间较短的优势。     

辽宁绥中电厂改接高岭背靠背换流站华北侧无功控制策略研究

针对高岭换流站绥中电厂由东北侧交流电网改接到华北侧交流电网的情况,通过无功功率平衡分析和潮流计算,从理论上校核了东北侧的无功配置情况,并发现原交流滤波器设计已无法满足换流站的运行要求。对其新增的两组SC电容器共用一个断路器控制的特殊设计,提出了新的无功控制策略。后通过现场试验验证了新的无功控制策略可行有效,新增滤波器能满足高岭换流站大负荷运行的无功消耗。     

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。     

±420kV中国渝鄂直流背靠背联网工程系统设计

与前期工程相比,±420 kV中国渝鄂背靠背联网工程系统设计的主要难点在于工程直流电压较高、容量较大,且故障穿越、交直流保护等要求提升,但全控电力电子器件的暂态应力配置水平有限且交流电网极端运行方式恶化。针对器件暂态应力配置水平受限,文中提出了精确的换流器桥臂故障电流上升率计算方法、阀控过流保护的分桥臂闭锁策略、阀本体过压保护的动态过压定值策略,解决了弱器件能力下无法兼顾设备安全性和故障穿越能力的问题。针对极端运行方式下交流电网和柔性直流系统高频失稳和弱系统失稳问题,分别提出了失稳机理及解决失稳的工程实用方法。针对接入500 kV交流电网带来交流断路器失灵保护和直流差动保护的特殊要求,提出了相应的解决对策和建议。     

特高压换流站800 kV交流滤波器小组断路器容性恢复电压仿真

特高压直流直接接入交流750 kV电网,对投切交流滤波器小组的断路器的耐压能力提出了严苛的要求,因此需要研究断路器的容性恢复电压水平。分析了交流滤波器小组断路器面临的各种交流故障工况,通过PSCAD软件建立了容性恢复电压的仿真计算模型,并以灵绍特高压直流工程为例计算得出了800 kV交流滤波器小组断路器的容性恢复电压最大值。仿真结果表明交流滤波器小组断路器的容性恢复电压由交流系统的短路水平和交流侧绝缘水平的影响决定,而且容性恢复电压超过了现有标准的要求,需研制适应工程需求的新型断路器。     

换流站滤波器断路器暂态恢复电压的研究

以西北—华中直流背靠背联网工程灵宝换流站的成套设计为基础 ,总结了 2 2 0和 330kV交流滤波器组断路器和并联电容器组断路器暂态恢复电压 (TRV)的研究方法和计算结果 ,包括EMTDC计算模型的建立、应研究的工况、避雷器的设置和效果等 ,还给出了断路器合闸涌流研究结果。     

交流滤波器最后开关逻辑

高压换流站交流滤波器最后开关跳闸后,将启动本大组交流滤波器联线差动保护跳闸回路。以±800 kV云南-广东特高压直流工程为背景,分析了间隔控制单元6MD664中大组滤波器最后开关的软件逻辑以及相关的硬件回路,指出了其中存在的设计缺陷,提出了修改软件逻辑、硬件回路改进措施。