HVDC换流阀组件宽频带电压光电测量系统的研制

研制了用于测量换流阀组件电压分布的光电测量系统,以检验其均压效果。该系统主要由探头、光发射装置、光纤传输系统、光电转换装置组成,具有小尺寸、便携等特点。对所设计的光电测量系统进行了频带、冲击电压测试,其带宽为直流至7 MHz。试验结果表明,所设计的测量系统可以有效避免电磁环境干扰,能够满足测量换流阀组件电压分布的需要。     

晶闸管换流阀冲击电压特性研究

以灵宝背靠背高压直流输电用120kV光控晶闸管换流阀为研究对象,应用现代电路理论的状态方程分析方法,求解了单阀在冲击电压激励下阀内电抗器和晶闸管的电压特性,并给出了仿真结果。试验结果表明,仿真研究是成功的。     

换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统研制*

作为光控换流阀的核心设备,晶闸管电压监视单元的运行状态直接影响了直流输电系统运行可靠性,然而对其进行测试的设备受限于进口测试仪,不利于换流阀运维,因此研制晶闸管电压监视单元综合测试系统具有重要工程价值。基于晶闸管电压监视单元的工作原理,结合IEC 60700 1标准,研制一种换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统,并应用于晶闸管换流阀试验。通过仿真分析和试验验证,证明该测试系统设计合理,满足工程应用需求。     

特高压直流输电换流阀控制系统应用

换流阀作为换流站中的关键设备,能实现交流电与直流电之间相互转换。换流阀控制系统主要功能是触发、监视和保护换流阀。以±800 kV特高压沂南换流站极Ⅱ的PCS-8600换流阀为背景,介绍换流阀控制系统的原理及配置方式,对阀控单元及晶闸管控制单元的重点功能进行详细分析。针对实际运行中需要重点关注的阀控接口信息,给出归纳与总结,为今后换流阀系统的运行维护及消缺处理提供参考。     

直流输电换流阀杂散电容和冲击电压分布的计算

速变电压下的电压分布性能是高压直流输电换流阀的重要电气特性之一,而换流阀的杂散电容是导致速变电压不均匀分布的主要原因,因此对杂散电容的准确计算具有重要意义.提出一套换流阀杂散电容的计算方法,包括窗口截断技术、屏蔽效应和复用技术等.完成了相关理论推导,证明该方法的计算结果比实际电容值更大,结果是趋于保守和可信的.利用场路结合原理建立等效电路,并对冲击电压分布进行了计算.试验和计算结果表明,所提的杂散电容和电压分布计算方法是可行的.     

直流输电系统逆阻型IGCT换流阀研究

换相失败是基于晶闸管换流阀的高压直流（HVDC）输电系统常见故障,严重威胁电网安全运行。为有效解决换相失败难题,此处从电力电子器件的基本特性出发,提出了基于逆阻型集成门极换流晶闸管（IGCT）换流阀的换相失败抑制方法和直流输电系统拓扑方案。搭建了系统仿真模型,对比研究了在直流系统逆变侧出现换相失败故障后,采用晶闸管换流阀和逆阻型IGCT换流阀对直流系统的影响情况。仿真结果表明,逆阻型IGCT换流阀对换相失败故障的抑制效果良好。根据目前IGCT器件的研制水平,设计了逆阻型IGCT换流阀,并提出了控制逻辑。基于研究成果,进行了逆阻型IGCT换流阀样机研制。为验证样机性能,搭建了合成试验回路系统,开展了逆阻型IGCT换流阀的通流试验和电流关断试验,试验结果证明IGCT换流阀的设计和研制满足要求。研究结果可为以后直流输电工程的系统研究和换流站关键设备设计提供参考。     

高压直流输电晶闸管换流阀损耗仿真计算方法研究

准确计算换流阀及其中各类元部件运行损耗,是进行换流阀及其阀冷系统设计的基础。文中在分析换流阀中主要损耗源基础上,建立了晶闸管、电抗器的高精度等效仿真模型,提出了换流阀损耗的仿真计算方法。以此为基础,计算了额定工况下锡盟站换流阀中各主要元部件损耗功率,并将总损耗计算结果与理论计算值及现场测试数据进行了对比分析。结果表明:仿真方法具有较高精度,可被用于换流阀总损耗计算,以及阀内各发热器件的功率计算。     

高压直流输电换流阀晶闸管级在线监测技术

中国在运和在建的高压直流输电工程多达29个。直流输电工程在电网中具有重要地位,换流阀是其核心装置,其性能很大程度影响了直流输电工程的可靠性。首先给出了现有的各种高压直流输电换流阀监测技术原理,并总结了现有换流阀监测技术的局限性,之后提出了晶闸管级阻尼回路和直流均压回路参数的实时在线监测方法,完善了晶闸管触发监测单元(thyristor trigger and monitor unit,TTM)自检功能,最后通过仿真和试验验证了所提出的监测方法的有效性。使用该方法可使换流阀的年度定期检修变为状态检修,实现换流阀在运行中免维护,提高了设备可用率和可靠性。     

特高压直流输电系统晶闸管换流阀和换流变压器设计审核及验证(英文)

中国目前正在建设两个打破世界纪录的特高压直流输电工程,一是±800kV5000MW云南—广东直流输电工程,二是±800kV6400MW向家坝—上海直流输电工程。KEMA作为独立监理参与了这两项工程。文章叙述了为这两项直流输电工程所做的±800kVUHVDC晶闸管换流阀和换流变压器设计审核和验证遇到的一些技术问题。从设计审核和验证中发现,UHVDC换流变压器由于其模块设计而比晶闸管换流阀更具挑战性。KEMA对晶闸管换流阀和换流变压器的试验方法提出了一系列建议。     

用晶闸管宏模型分析换流阀内电压分布特性

晶闸管器件性能和缓冲电路参数会影响换流阀内电压分布特性。在晶闸管断态情况下进行换流阀电路参数选择，其结果明显具有局限性。用考虑二次效应、温度特性和反向恢复过程的晶闸管宏模型，对换流阀内的一个晶闸管模块与饱和电抗器的串联电路进行了动态仿真，分析了晶闸管器件参数分散性和缓冲电路参数对换流阀内电压分布特性的影响；同时还考虑了换流器换流时换流阀内电压振荡特性。     

换流阀内组件冲击电压分布光电测量方法的研究

根据高压换流阀中晶闸管的布置情况,设计了冲击电压测量用电阻型传感器探头的外形结构。利用静电场数值计算的优化结果,确定了该探头的外形结构尺寸,并通过1个带宽为1MHz的脉冲频率调制光纤传输系统来传输信号。对该测量系统进行了整机试验,给出了雷电冲击电压响应和操作冲击电压响应。结果显示,该系统在操作冲击下刻度因子的线性度在±0.15%内。     

配电网电压质量实时监测系统

本监测系统软件能根据变电站１０ｋＶ母线电压，高低压配电线路电压损耗以及参考变压器与监测线路配电变压器的电压损耗和它们的分头差有机结合在一起，建立一个平行四边形图形，运行人员可通过屏幕显示的图形来调整母线电压或变压器分接头位置来使配电网所有用户能满足电压质量要求。     

电容器调节配电系统电压

根据配电网络辐射性及负荷和电容补偿装置沿线分布的特点,提出了一种计算节点电压对补偿电容的灵敏度方法,而无需计算复杂的雅可比矩阵及其逆阵,以获得最佳的电压调节效果,同时使网损最小     

分布式发电对配电网电压分布的影响

靠近负荷中心的分布式发电系统对配电网有着多方面影响.文中研究了分布式电源接入放射状链式配电网络前后负荷节点电压的变化.针对开式配电网,运用潮流程序进行多分布式电源接入后电压分布的计算.提出专门评价节点电压前后变化的指标.结合分布式电源出力变化、接入位置变化以及与线路电压调节配合的试验,全面总结了分布式电源在配电网中接入位置、出力限制等方面的运行规律.研究结果表明只有合理正确运用分布式电源,才能真正发挥电压支撑作用.     

电力系统适用光学电压互感器的研究新进展

用于测量电力系统电压的光学电压互感器 (OVT)具有许多传统的电磁感应式电压互感器无法比拟的优点 ,因而具有广阔的应用前景。文中介绍了 OVT的基本原理和研究现状 ,分析比较了各种 OVT的优缺点 ,总结出几种有前景的研究方向 ,如基于 Pockels电光效应的 OVT、全光纤OVT、组合式光学电力互感器等。     

电压源换流器式高压直流输电的动态建模与暂态仿真

基于节点电流注入法建立了交直流统一基准值下的电压源换流器式高压直流输电(VSC-HVDC)的详细动态模型.该模型包括电压源换流器模型、直流系统内部动态模型以及控制系统三个部分,具有一般性.利用电力系统分析综合程序提供的用户自定义功能(PSASP/UD)对VSC-HVDC交、直流并联输电系统进行的暂态仿真分析验证了VSCHVDC动态模型的正确性.仿真结果还表明,VSC-HVDC的直流侧电容以及换流变压器漏抗的大小对抑制功角振荡无明显效果;两端VSC采用定交流电压控制方式时系统具有较好的电压稳定性,但在这种控制方式下,在系统受扰期间VSC的过载程度较两端定无功功率控制方式下更为严重.     

高压断路器电弧电压数字化测试系统

本文提出并建立了一套数字化的高压断路器电弧电压测试系统。通过采取措施 ,该系统能有效地工作于强电磁场干扰环境中 ,并在燃弧过程中定量测量电弧电压波形 ,在电弧熄灭后安全耐受暂态恢复电压。在电弧电压测量过程中 ,承载大电流母线所产生的压降迭加在电弧电压上 ,通过采取硬件补偿措施 ,将母线压降抑制到最小 ,使被测电弧电压得以最大限度地增强 ,因而该测量系统能定量测量电弧电压     

用于抑制矩阵变换器共模电压的零输出换相策略

该文对矩阵变换器的共模电压进行了分析，提出了抑制共模电压的零输出换相策略，该策略采用一个正电压、一个零电压和一个负电压实现了对矩阵变换器的控制。其输出三相线电压局部平均值为对称正弦量；电压增益可以达到了理论上的最大值；共模电压的最大瞬时值为输入相电压幅值的一半。该文对零输出换相策略、电压增益及开关动作顺序进行了详细的分析，并与双电压合成控制策略下共模电压的最大瞬时值进行了对比。最后，通过仿真验证了结论的正确性。     

三相电压不对称时VSC-HVDC系统的控制策略

在三相电压不对称的情况下,电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)的传输功率会发生波动,从而影响高压直流系统的稳定运行.作者根据瞬时功率理论推导出了消除VSC传输功率波动需要满足的正、负序输出电压间的关系式.并通过坐标变换简化了VSC的功率传输方程,还采用不对称触发策略设计了VSC的传输功率控制系统.仿真结果表明,所设计的三相电压不对称条件下的控制系统具有良好的控制品质,有效地消除了有功功率的波动,并实现了有功、无功功率的独立调节.