新型大容量同步调相机组技术特点分析

目前,随着我国特高压交、直流输电工程的大规模推广应用,新能源的快速发展,采用新型大容量调相机来为电网提供动态无功支撑、提高电网安全稳定运行能力正受到国内外电力行业技术人员的高度重视。本文对我国直流特高压工程配套新型大容量调相机的技术要求、特点进行介绍,同时提出了机组选型、设计、制造、试验等阶段需注意的若干问题,为国内新型大容量调相机工程提供参考。     

新型大容量调相机性能特点及工程应用

随着特高压直流输电工程的大规模推广应用,以及新能源并网的快速发展,采用新型大容量调相机来为电网提供动态无功支撑、提高电网安全稳定运行能力,正受到国内外输电行业的重视。对新型大容量调相机相比静止无功补偿设备的应用优势进行分析研究,明确其关键指标需求,以提高机组性能及运行可靠性为出发点,提出主变及各重要辅助系统的原则配置要求。根据新型大容量调相机设备特点及性能需求,提出其设备质量管控、厂内及涉网性能考核试验的建议。以期为国内新型大容量调相机配套工程设备的性能优化、质量提升及性能考核提供理论依据。     

大型调相机组调试及运行维护保障技术研究

为保证特高压直流工程配套大型调相机组的高效投产、安全运行,发挥其在交直流混联电网中的无功支撑作用,针对大型调相机组设备启动调试、运行维护等保障技术进行了研究,提出了切实可行的特高压直流输电工程大型调相机组设备启动调试、运行维护保障技术实施路线。     

特高压直流输电工程大型调相机组质量管控实施路线探讨

为保证特高压直流输电工程配套大型调相机组的高效投产、安全运行,发挥其在交直流混联电网中的无功支撑作用,针对大型调相机组设备选型、制造、监造等方面的质量管控实施路线进行了探讨。本项目的实施可为特高压直流输电工程大型调相机组质量管控提供有效保障,确保工程的高效投产、安全运行,充分发挥其在交直流混联电网中的无功支撑作用。     

调相机运行特性和控制策略综述

调相机作为无功补偿设备广泛加装于特高压直流输电工程,能有效解决电力系统无功支撑能力不足的问题。本文首先系统分析调相机的数学模型,提炼出调相机动态性能优化的电气参数。通过仿真及实际工程的应用效果验证了调相机的良好的无功出力特性。然后将调相机与其他无功补偿设备进行比较,说明了调相机具备更强的暂态无功输出与电压支撑能力。在此基础上,详细阐述了现有调相机无功电压控制策略,并分析了不同控制策略的优缺点。最后,结合当前电网对同步调相机组的要求,探讨了未来同步调相机发展需要研究的关键技术。     

新型同步调相机的关键技术及研究进展

随着直流特高压输电系统的发展,大容量新型同步调相机成为满足系统无功动态需求的最优选择,逐渐成为研究热点之一。基于此,对新型同步调相机的研究现状进行了系统的总结和归纳。首先,从新型同步调相机的数学模型、运行状态以及控制策略3个方面对其运行原理进行介绍。其次,将其与电力电子无功补偿设备作对比,阐述了新型同步调相机优越的动态无功输出特性,并研究了其无功输出特性的影响因素。最后从新型同步调相机的现有故障诊断技术和参数辨识技术2个方面对其状态监测技术的研究现状进行总结。文中综述了新型同步调相机的数学模型、控制策略和运行状态监控等方面的研究情况,能够为新型调相机的进一步研究提供参考。     

换流站加装同步调相机的涉网仿真试验及功能验证

随着江西电网的第一条特高压直流输电工程——雅中—江西±800kV特高压直流输电工程及1 000 kV特高压赣江变电站的建成，标志着江西电网特高压时代的进一步推进。同步调相机具有优异的暂态无功补偿性能，能减缓特高压直流线路接入后带来的受端交流系统冲击。因此，必须详细验证特高压直流输电系统加装同步调相机对电网的作用。文章以特高压鄱阳湖换流站为例，通过调相机涉网试验仿真，验证了同步调相机良好的动态无功输出能力。     

特高压直流输电工程调相机组现场验收及交接试验质量管控技术研究

借鉴传统汽轮发电机现场验收及交接试验的质量管控经验,结合特高压直流输电工程大型调相机组的特定需求,对特高压直流输电工程300 MVar大型调相机组现场验收及交接试验过程中的质量管控技术进行了探讨。     

新型大容量调相机在特高压直流输电中的应用研究

结合特高压直流输电大规模应用带来的无功动态调节问题,通过调相机与其他无功装置的优缺点比较,对调相机运行特性仿真分析,以及一起受端换流站调相机应用效果分析,证明其优良的次暂态、暂态、稳态特性适合在直流输电系统发生低电压及过电压故障时,发挥其逆向无功调节特性,对于快速恢复故障作用明显。     

特高压直流工程大型调相机组启动调试及关键技术

国家电网公司首次在特高压直流工程换流站中加装300 Mvar大型调相机组以作为动态无功补偿设备,要求其暂动态性能优,安全可靠性高,运维检修方便,该容量及应用需求的调相机在国内外均无设计制造先例,更无调试运行经验。结合特高压直流工程大型调相机组的功能要求及系统特点,介绍了大型调相机系统启动及调试的主要内容及要求。针对大型调相机组与常规发电机组的差异,着重阐述保安电源系统、励磁系统、同期系统、带负荷试验等调试中的关键技术问题,旨在为保证特高压直流输电工程调相机站调试的顺利进行和工程的按期投入运行提供重要参考。     

基于特高压交直流混联电网的调相机无功补偿及快速响应机制研究

为了改善特高压交直流混联电网的无功功率调节能力,国网公司近年来在送、受端加装了很多了大型调相机。目前,大型调相机的暂态及动态特性复杂,主要受电机本体及励磁系统的影响,也与特高压交直流电网结构及故障等因素有关。为充分发挥和提升大型调相机对特高压电网电压的支撑作用,满足特高压交直流混联电网对大型调相机无功快速出力的需求,根据特高压直流的云-广±800kV电网结构搭建PSCAD/EMTDC仿真模型。结合目前实际的湖北电网运行特点,研究大型调相机对受端电网交、直流侧电网电压的影响。分析大型调相机对系统电压的无功支撑作用以及快速响应机制,为今后国家电网公司在特高压直流电网中安装大容量的调相机提供参考和建议。     

直流特高压工程大型调相机组冷却系统选型分析

详细对比了已有的调相机及汽轮发电机的不同冷却方式,并结合特高压直流输电工程换流站对300 MVar大型调相机的特定需求进行分析,从而筛选出适宜的冷却系统选型方案,为大型调相机组的设计选型提供了参考,为特高压直流电网的可靠运行提供了有力支撑。     

大容量新型调相机关键技术参数及其优化设计

大容量新型调相机旨在满足特高压直流输电大规模发展带来的强大的系统动态无功需求,因此其电气参数必然不同于以稳态无功补偿为主的传统调相机。本文通过系统分析各电气参数对调相机暂态及次暂态特性的影响,提炼出调相机动态性能优化的关键技术参数和措施,即尽可能降低直轴次暂态电抗X"_d和主变短路电抗X_k,减小直轴开路及短路时间常数T'_(d0)和T'_d,并将励磁系统强励倍数提高至3.5倍。同时对调相机的具体优化设计方案给出了建议。     

特高压直流送端1.3倍过电压下调相机暂态过程与承受能力提升措施

为解决特高压直流输电送端系统换相失败引起的暂态电压升高和短路容量支撑问题,采用了具有良好动态性能的大容量新型调相机.当送端系统发生直流闭锁或者连续换相失败时,会产生高达1.3倍额定电压的系统过电压,并会使调相机相应地产生很大的瞬时进相无功功率,功率数值则取决于调相机的性能参数和初始状态.本文通过理论计算和计算机仿真,得出不同初始状态下的调相机最大瞬时进相无功值.通过分析,指出通过设计制造和改变运行方式来提高调相机承受瞬时进相无功的措施.     

新一代调相机与电力电子无功补偿装置在特高压交直流电网中应用的比较

针对特高压交直流混联电网建设过渡期呈现出的新特性与稳定运行风险,该文以特高压直流接入对近区动态无功的实际需求为导向,从运行原理、响应特性及应用实例仿真等多个角度出发,比较了新一代大容量调相机与目前电网中应用较多的SVC、STATCOM一类基于电力电子技术的动态无功补偿装置之间的差异。对比分析的结果表明,新一代调相机具有更强的动态无功支撑能力与暂态电压调节能力,更适合于我国当前特高压直流工程输送容量大、送端短路容量不足、受端多回直流集中馈入下电压支撑能力不足的电网结构特点。     

同步调相机励磁前馈式强励控制方法研究

新型大容量调相机已逐步应用于特高压直流换流站,在系统故障期间快速提供动态无功补偿。从进一步发挥调相机动态无功能力的角度出发,本文提出了一种调相机励磁前馈式强励控制方法,结合现有调相机励磁控制模型,提出通过改变模型结构实现暂态过程中由直流控制保护系统的换相失败预测值投入励磁前馈强励控制。通过PSCAD/EMTDC仿真对比了交流系统典型故障下投入和不投励磁前馈强励控制方法的应用效果。仿真结果表明,在暂动态过程中引入励磁前馈强励控制后有利于进一步发挥调相机的动态无功补偿能力,抑制母线电压跌落程度并促进电压恢复,提高故障点附近的电压水平和电压稳定性。     

适应大规模风电外送的特高压直流协调控制实时仿真研究

特高压直流输电是解决大规模新能源外送问题的较好方案。文章基于既能模拟大规模风电又能精确模拟特高压直流输电系统的先进数模混合实时仿真平台,对特高压直流系统与风电的协调控制策略进行了深入研究。结合特高压直流输电系统的有功调节特性及设备操作特性,提出跟随风功率波动进行直流功率协调控制的有功控制策略;针对风机脱网及系统恢复稳定的动态特性,提出与之相对应的特高压直流输电系统无功协调控制策略,该策略提高了系统的故障恢复特性和稳定性。通过数模混合实时仿真试验,验证了协调控制策略的有效性。     

同步调相机故障对上海庙——临沂特高压直流输电系统影响的研究

800 kV上海庙—临沂特高压直流输电工程受端（沂南换流站）配置有3台同步调相机,为换流站提供紧急动态无功支撑。近年来,山东省外同步调相机多次故障跳机,限制了同步调相机功能的发挥,须评估同步调相机故障对特高压直流输电的影响。基于PSACD仿真平台及现场设备实际参数,建立上海庙—临沂分层接入特高压直流输电工程的计算模型,评估了同步调相机甩负荷、失磁、出口短路故障及故障时同步调相机投运台数对特高压直流输电的影响,研究发现：甩负荷及失磁故障影响较小;升压变压器高压侧短路一般会导致直流换相失败,低压侧短路会导致直流功率大幅跌落但一般不会导致换相失败;同时投运2台及以上调相机可减少故障严重程度,加快故障恢复。研究结果可为现场有针对性地开展运维检修提供指导。     

新型调相机TSI振动保护系统典型问题分析研究

随着我国直流特高压电网的快速发展,大容量新型调相机成为电网无功动态调节一种新的选择。TSI振动测量信号作为调相机本体重要的运行监视参数,其科学合理的测量链路硬件配置与保护逻辑设计,是机组安全运行的保障。通过对一起调相机振动误跳机事件进行深入分析研究,提出了TSI振动测量链路配置及其保护逻辑设计优化方案,并得到了实践验证,具有广泛的推广意义。     

300 Mvar级大型调相机组工程调试质量管控研究

为了保证特高压交直流混联电网安全稳定运行,采取配套安装300 Mvar大型调相机组这一重要手段。从调试工作总体目标、实施原则、组织架构及职责、调试工作要求等方面出发,探讨了特高压直流输电配套大型调相机组工程设备调试工作的实施路线,为调相机组调试工作的组织、协调、管理和落实提供了一个确切的方案。