直流阻尼调制在大规模交直流电网中的作用

采用一种暂态能量函数,剖析直流阻尼调制抑制低频振荡的机理。基于留数,指出制约直流调制效果的关键因素,对直流调制在交直流电力系统中的运行特性进行分析,认为采用广域信号可以提高直流调制对区间振荡的抑制效果。以我国第1个交直流混合电网——南方电网为背景,验证理论分析的正确性。在此基础上,对直流阻尼调制在大规模交直流电网中的作用进行总结。     

交直流混合输电系统的无功优化

提出了交直流混合系统的无功优化模型,优化控制变量不仅包含传统的交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,而且还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率以及换流变压器变比。模型运用PSO算法进行优化求解。引用IEEE中9节点算例表明该模型是正确的,该算法是收敛、有效的。     

Characteristics of the magnetic field under hybrid ac/dc high voltage transmission lines

In recent years, the possibility for ac and dc transmission lines running parallel to each other, sharing the same right-of-way (ROW) or even the same-tower has increased. Design of such hybrid ac/dc networks requires a precise calculation of the magnetic field around and under them. This paper presents quantitative analysis of the magnetic field at 1-m height above ground surface for different hybrid ac/dc transmission lines. Lateral profiles for typical 275, 132 (running in Kuwait), 500, 220 and 132 kV (running in Egypt) ac transmission lines after adding bipolar dc lines are presented. The magnetic vector potential concept, as extended to multi-conductor transmission lines employing the superposition principle is used to model and calculate the RMS values of the magnetic field generated by the hybrid ac/dc lines at any point in the space. The RMS values of the field are determined directly without dividing the ac supply cycle into a sufficient number of subintervals.     

基于电容调制的无线电能传输系统信号电能同步传输

采用改变补偿电容的方法对信号进行电容调制,通过人为影响补偿谐振腔的工作状态,使得线圈两端电压出现一定规律变化,再经过降压分压、检波、滤波、比较等一系列信号处理环节,还原发送的信息。仿真及实验结果表明,该方案设计合理,可以正确地发送和提取相关信号,并对电能传输的影响较小,实现了无线电能传输系统信号与电能的同步传输。     

基于Ansoft新型交直流混合供电系统接口变压器仿真研究及解决因直流引起的磁饱和问题的措施

针对直流注入交流系统会引起变压器的直流偏磁,使变压器铁芯饱和趋于严重、漏磁增加、谐波含量增加、励磁电流畸变的问题,提出一种在Zigzag变压器的中性点注入直流,有效应对因直流引起的磁饱和问题。构建Ansoft Maxwell环境下的仿真模型,对变压器的磁力线、磁场强度、磁链曲线交链、电压电流波形进行有限元分析,实验结果表明注入直流电流后主磁力线变化并不大,漏磁力线减少。     

电力系统中的VRLA蓄电池组直流电源(一)

蓄电池组被称为“发电厂、变电所的心脏”。但阀控铅酸电池 (VRLAB)进入电力系统的历史并不太长 ,主要发展已是 90年代后期的事。因而了解研究电力应用特性和需求 ,是电池设计、制造和运行维护的必要知识。本文论述了电力系统中直流等级、电池组数、个数、容量计算选择和电池充放特性曲线应用及对电池的要求 ,也介绍了有关充电装置要求 ,以利于满足电力用电池的设计、制造和应用     

电力系统中的VRLA蓄电池组直流电源(二)

蓄电池组被称为“发电厂、变电所的心脏”。但阀控铅酸电池 (VRLAB)进入电力系统的历史并不太长 ,主要发展已是 90年代后期的事。因而了解研究电力应用特性和需求 ,是电池设计、制造和运行维护的必要知识。本文论述了电力系统中直流等级、电池组数、个数、容量计算选择和电池充放特性曲线应用及对电池的要求 ,也介绍了有关充电装置要求 ,以利于满足电力用电池的设计、制造和应用     

混合多馈入直流系统VSC-HVDC和滤波器的无功协调控制

为了减少常规直流输电(LCC-HVDC)的滤波器投切,充分利用柔性直流输电(VSC-HVDC)的无功调节容量和其动态调节无功的优势,提出一种适用于LCC-HVDC和VSC-HVDC电气距离较近情况下的混合多馈入直流系统的无功协调控制策略.分别分析了LCC-HVDC和VSC-HVDC的无功控制原理及其控制特点,基于滤波器...     

基于PWM-CSC的混合直流输电系统电网故障穿越策略

研究了一种整流侧采用传统电网换相换流器(LCC)、逆变侧采用脉宽调制型电流源换流器(PWM-CSC)的混合直流输电系统。为了降低开关频率和提高系统故障响应性能,提出了电网正常运行时采用特定谐波消除法(SHE)调制和电网故障时切换为正弦脉宽调制(SPWM)的调制策略。分析了电网故障情况下逆变侧PWM-CSC在αβ两相静止坐标系下的数学模型,提出了一种基于比例谐振控制器的控制策略并对控制器参数进行了设计,实现了负序电网电流的抑制和单位功率因数运行。此外,给出了电网故障情况下系统传输的最大有功功率的计算方法。在PSCAD/EMTDC中搭建了400 kV/1 250 MW的单极混合直流输电系统仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

Proposal of nonlinear stability indices of power swing oscillation in a multimachine power system

In this paper, we propose new nonlinear stability indices for multimode oscillations in power systems by using normal form analysis. One of the indices indicates the characteristics of damping factor with regard to its amplitude change, and the other indicates the stability region for each oscillation mode. We could obtain more detailed information on the stability of power system by using the proposed indices together with eigenvalues in comparison with eigenvalue analysis. We show the validity of the proposed indices by numerical simulation in a multimachine power system. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(4): 16–24, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20070     

我国直流输电技术自主创新研究

直流输电工程在我国“西电东送”中发挥了巨大作用。但目前投运的直流输电系统几乎全部由外商成套供货,整个系统的设计、制造、试验、安装、调试等核心技术仍由外方主导。随着直流输电容量在西电东送中占据越来越大的份额,直流输电工程自主化迫在眉睫。针对我国在直流输电工程自主化中存在的主要问题,介绍了南方电网技术研究中心在高压和特高压直流输电工程技术自主创新实践中的主要工作和体会,对我国特高压直流输电关键设备自主研发提出一些看法和建议。     

Mathematical model of five-level ac/dc converter in abc reference frame

This paper proposes a mathematical model for three-phase multilevel diode clamped ac/dc converter (DCC) in abc-reference frame, in order to study dynamic responses and stability of the system, where multilevel converters are employed. An attempt is made to model the converter adopting 5-level DCC and can be easily extended to DCC with any number of levels. The converter output and dc capacitor voltages are expressed in terms of input source currents and switching functions; which are basic inputs provided to a converter. Connection and capacitor currents of the converter have been analyzed. The effectiveness of the proposed mathematical model is verified by the computer simulations and experimental results. The obtained mathematical model has been validated with the physical converter model in MATLAB/Simulink environment and the prototype model using dSPACE DS under closed loop control system. The developed mathematical model equations are able to represent the physical converter with similar characteristics.     

高压直流输电系统阻尼型双调谐交流滤波器的优化设计

阻尼型双调谐交流滤波器是高压直流输电系统中最常用的滤波器,其优化设计关系到交流滤波器的性能及定值。从不同位置阻尼电阻的双调谐滤波器的统一阻频特性表达式出发,推导出适用于双调谐滤波器的分流比表达式,进一步分析了阻尼电阻对交流滤波器性能和定值的影响。分析了阻尼电阻与电话谐波波形系数之间的关系式,且推导了阻尼电阻对交流滤波器设备定值和造价的影响公式,为阻尼型双调谐交流滤波器的优化设计提供计算依据。最终总结了优化设计的算法和流程。     

Novel control strategies for HVDC system with self-contained converter

This paper discusses newly developed control strategies of a self-commutated converter applied to the HVDC system. An upper and lower power-limited dc voltage control establishes high performance in a two-terminal HVDC system. A voltage margin method to reverse dc transmission power also is introduced. Even when the communication system is shut down, if required, dc transmission power can be changed with the authors' proposed controls applied to the terminal control. Furthermore, the dc voltage control scheme with two-stage voltage control characteristic is presented for multiterminal HVDC system use. When one terminal is collapsed, the multiterminal HVDC system can be operated because of the proposed control characteristics. Simulator studies were carried out to verify the proposed control performance in the two-terminal HVDC system and successful test results such as power reversal and a terminal start-up during other terminal operations are shown.     

高压直流工程中交直流系统协调控制接口方式

为了确定当前高压直流工程中交直流系统协调控制较优的接口方式,介绍了稳控设备与直流极控系统的两种接口方式——电接口方式和光纤接口方式,分析了这两种方式的优缺点。指出虽然电接口方式简单易实现,被多数国内已投运的直流工程所采用,但它只能采用档位粗调的调制策略,在灵活性、快速性和可靠性方面有一定缺陷。分析显示,光纤接口方式可以解决上述问题,因此,在后建的直流工程中必然会得到更多的应用。     

基于VSC-HVDC的多区互联电力系统负荷频率控制策略

针对传统的交流输电系统在功率传输方面存在的诸多弊端,提出一种应用电压源换流器-高压直流（VSC-HVDC）互联传输线路减小多区互联电力系统间频率振荡的方案.首先在VSC-HVDC的基础上提出系统模型,然后在此基础上确认对互联系统发生随机负荷扰动时的控制策略,提高频率控制的效率,增强互联系统的稳定性.仿真结果表明,相比于仅应用交流传输线路的情况,该控制方案对联络线的功率振荡具有良好的阻尼性能.     

永仁-富宁直流工程三种功率输送方式自动转换顺序控制及影响分析

在直流输电领域,逆变站可以将直流功率直接输送到不同的异步电网,目前的直流控制保护功能无法满足这种新的功率输送模式。针对不同的功率输送模式,控制系统必须具备自动判别和顺序控制功能,并选择正确的无功控制等逻辑,这对直流系统的稳定运行至关重要。为此,基于直流系统的运行工况和逆变站交流场开关配置,系统分析了不同功率输送模式间自动转换的原理、过程和联锁条件,研究了在直流解锁工况下进行在线转换时对无功控制、最后断路器/线路保护、交流母线过电压保护的影响。研发的技术、设计的直流控制保护逻辑对今后的类似工程具有参考价值。     

高压直流控制保护系统控制总线应用分析

对不同的高压直流控制保护系统控制总线结构进行分析,对其特点及功能应用进行总结。     

一种高压直流输电系统接地极线路保护新方法

针对目前基于信号注入的接地极线路保护方法在某些故障情况下可能出现保护拒动的问题,提出一种基于频带电压幅值积分的接地极线路保护新方法。通过仿真分析发现在高压直流输电系统接地极线路故障后其首端电压频谱会出现明显变化,基于此提出一种利用小波包分析获取接地极线路首端电压不同频带分量,以频带电压幅值积分在一段时间内的变化为保护判据的接地极线路保护方法。基于PSCAD/EMTDC软件的大量仿真结果表明,该方法能有效检测到接地极线路上的各种故障,识别准确性不受过渡电阻的影响,具有良好的应用前景。     

模糊和神经网络控制方法在高压直流输电系统阻尼调制研究中的应用与发展

分析传统PI控制的优缺点,指出其存在的问题。对模糊控制和神经网络在高压直流输电系统阻尼调制中的研究现状进行全面的综述,重点分析这些研究所采取的技术路线和实现方式,指出存在的问题。对存在的问题,对进一步的研究动向进行展望。