并联型多端直流输电金属回线运行方式*

并联型多端直流输电系统换流器故障后,采用金属回线运行可减小接地极引线电流。与两端直流输电不同的是,并联型多端直流输电系统的金属回线运行方式非常多。以四端并联型多端直流为例,按1～3个换流器故障分类,分别介绍各金属回线运行方式。分析金属回线运行时电流流向。提出在并入开关站的换流站之间采用3根输电线路设计,使得任一换流器故障后均有金属回线运行方式。分析多端系统中换流站共用接地极线的金属回线电流情况,对金属回线电流测点的配置进行建议。     

云南电网东部网外送能力的研究

南方电网2001年下半年将建成两回500kV直流输电系统与交流系统并联运行,拓宽了向广东输电的通道,针对这一新的电网发展情况,结合南方电网直流输电对云南电网的影响,对云南东部网络在500kV罗平-马窝线降压220kV运行期间的外送能力进行了详细的研究,提出有针对性的运行方式安排方案,填补安全生产运行中的空白.     

混合直流输电系统无功协调控制策略优化

针对多回直流落点于同一交流系统,且其中有一回或几回直流为柔性直流工程,构成混合多馈入直流输电系统的发展趋势,建立了一种并联混合型直流输电模型。传统直流输电工程无功控制中的gamma-kick功能用以减轻滤波器投切瞬间对交流系统造成的无功冲击及电压扰动,但该种控制功能以增大关断角,牺牲运行经济性为代价;在并联混合直流输电系统中,通过对柔性直流单元与滤波器投切的协调控制,将滤波器投切过程中馈入交流系统的阶跃型无功功率等效置换成斜线型无功功率,可以减少无功冲击和电压扰动,取代gamma-kick功能。在PSCAD/EMTDC中进行仿真建模,并以电压变化绝对值和电压暂态变化率为指标,对换流母线电压的波动进行定量分析,验证了无功协调控制功能的有效性。     

“两渡”直流投产对云南电网的影响

介绍云南电网多回直流同时运行的电网格局,电网变为“强直弱交”的特性,电网的稳定特性将发生较大的改变.分析多回直流故障对电网有何影响、及云南电网目前采取何种措施更好地适应这种电网结构、直流故障后电网调度如何快速有效进行调控、直流输电系统之间如何进行协调等问题.     

宁东直流大地回线转金属回线转换失败原因分析与改进建议

在我国高压直流输电投入实际运行以来,在大地回线转金属回线过程中,多次发生由于金属回线转换开关(MRTB)并联的吸能避雷器损坏而导致转换失败的事件,迫切需要精确反应开关动作机理的研究手段。通过对宁东直流输电系统现场大地回线转金属回线转换成功的与失败的录波波形对比分析,得出转换失败前后的系统电气特征。采用宁东直流实际的主回路设备参数和控制保护功能,建立起以直流电磁暂态程序(EMTDC)为基础的详细模型,再现了开关转换和故障过程的暂态现象。不仅验证避雷器由于四柱并联,长期运行操作使每个柱特性变化不一致,较小阻抗单柱承受较大的能量而损坏,而且,通过对转换失败之后逆变站金属回线接地保护动作闭锁直流系统事件进行分析,得出由于逆变站金属回线接地保护软件策略缺陷,导致保护动作闭锁直流系统。根据分析结果,对宁东直流大地转金属回线过程提出改进建议,同时对后续直流工程的MRTB并联避雷器的成套设计提出建议。     

天广交直流并联系统运行稳定性的研究

根据天广500kV直流输电工程投运初期南方电网的实行运行工况，对天广交直流输电系统并联运行的稳定性及输电能力进行分析研究。研究结果表明，天广直流输电工程投产后与天广交流双回输电线路并联运行，南方电网的稳定性明显提高。天广交直流系统在天生桥出口断面送电能力可达到3600MW。为保证系统的安全稳定运行，当直流线路发生单双极故障时需采取适当的稳定措施。同时，广西电网运行条件的变化对天广交直流输电系统安全稳定运行有明显影响，增强广西电网动态无功支持能力对提高天广交直流输电系统的送电能力有重要作用。     

适用于柔性直流电网的500 kV级直流电缆与架空线路并联运行控制及保护策略

高压直流电缆是跨海长距离输电和新能源并网的重要装备,高电压等级、高通流能力的直流电缆还处于研发阶段。为推进高压直流电缆研发,考验长期运行性能,依托国内某±500 kV柔性直流电网工程建立了直流电缆综合试验站。该柔性直流工程线路主要采用架空线,试验站位于其中一个换流站单极出线处,采用直流电缆与架空线路并联运行方式,其运行控制和保护配合复杂、可靠性要求极高,尚无工程经验可循。针对500 kV级直流电缆试验段与架空线路并联切换运行的接线方式,提出了试验站直流电缆监视和投入退出控制策略、故障保护策略以及过负荷运行控制保护策略。仿真试验结果证明,所提策略可保证直流电缆接入柔性直流电网后可靠运行。     

天广直流投运对广西电网谐波的影响测量分析

天广直流投运调试期间，对隆林变，沙塘变，来宾变进行了谐波测量，在天广直流单极－大地回线的运行方式时，随直流负荷的增大，三个变电站的电压总畸变率均增大，主变噪声也随之增大，其中隆林变220kV母线电压变畸变超过国标限值。在天广直流单极－金属回线运行方式时，对沙塘变进行测量，结果表明直流负荷的变化对沙塘变影响不大。     

广西远景年多回直流落点相互影响分析

广西壮族自治区能源资源缺乏,远期的电力缺口将主要考虑以直流的方式接受外区水电予以补充,而多直流并列运行将对电网的安全稳定运行造成一定影响。从分析广西电网远期电源建设空间入手,结合远景广西省内电源建设规划、外区受电规划以及分区电力流等情况,对广西电网接受直流的落点、远景规模以及相互影响进行了研究,并对多直流落点可能带来的电网安全稳定风险进行初步分析,初步判断广西远期具备接受多回直流落点的能力,但对各落点的接入方式还需进一步研究,研究结论可供电力规划参考。     

多馈入直流交互影响强度的评估指标

多直流馈入电网已经提出了几种改进的短路比指标,但对其有效性一直缺少全面和定量的评估。文中以含有5回直流的南方交直流并联电网为蓝本构造了多组仿真测试模型,对评估多馈入直流受端电网强度的2种多馈入短路比指标和多馈入影响因子指标的性能进行了系统、全面的定量评估,指出了指标存在的不足和适用范围。提出了一个评估多直流间交互影响强度的新结构性指标———暂态电压支撑强度指标。通过新指标与CIGRE推荐指标的对比以及指标与受端电网暂态电压跌落和直流换相失败持续时间等特征量之间的定量关系分析,验证了新指标的适用性。     

高压直流系统低功率运行时的无功控制策略

直流系统低功率运行时受端无功严重过剩,电网稳态电压偏高问题十分严重。对直流系统低功率运行时无功控制策略进行探讨,推导了无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系,计算受端换流站关断角和换流变分接头调节措施对直流无功功率消耗的影响,提出利用直流系统无功消耗的非线性,提高最小关断角可以吸收多余无功,有效解决直流系统低功率运行时的交流电网电压升高问题。     

西北电网多直流外送条件下的ATC分析

采用连续潮流法和交流灵敏度法的计算方法,借助DSATools的VSAT工具,进行了不同直流多点送出方式和相同直流多点送出方式不同运行条件下的西北电网ATC计算和分析。ATC分析结果表明,对于典型运行方式考虑不同直流运行方式组合的情况下,西北电网新疆联网以及所有直流输电工程投运后,系统省际联络断面都具有较高的可用传输能力;西北电网750kV线路所形成的主网架结构在外送通道出力增加的情况下,仍有较强的省网间的电能交换能力。这对西北电网的未来规划和安全稳定运行具有一定的参考价值。     

Converting a three-phase AC line to a three-wire DC line by a modified converter

Converting existing AC lines to DC for increasing power transmission has been an interesting topic for scientists, such applications could be managed by conventional converters. Converting AC lines to DC upgrades the power capacity of existing lines up to square root of two. In this paper, a modified converter that would use all three existing AC lines at the same time for DC transmission will be introduced. This converter will then be used to model a high-voltage direct current transmission (HVDC) system which enables to convert high-voltage alternating current (HVAC) transmission lines to HVDC lines. The mathematical model of the converter is developed and the system is tested by modeling with PSCAD/EMTDC software for operation and dynamic stability. A practical model is also developed in laboratory conditions and tested for operation.     

华中-华东多回HVDC紧急功率转移控制的研究

随着三峡机组的全部投运,华中和华东电网将通过多回并行高压直流(HVDC)输电系统互联.文章在原有直流基本控制的基础上,提出了利用直流功率调制实现故障回路原有的直流功率向其它回路转移的紧急转移控制器(EPSC).数字仿真和动模试验说明,所设计的控制器能实现故障线路的直流功率尽可能无差地向其它回直流线路转移,并能有效提高两侧交流系统的安全稳定性.     

含风电场的多直流送出电网电磁暂态仿真建模

为准确分析含风电场的多直流送出的新型电网继电保护和谐波特性问题,针对宁夏电网宁东-浙江特高压直流输电投运后的2016年冬大运行方式,给出了基于PSCAD/EMTDC建立其电磁暂态仿真模型的方法。根据宁夏电网的特点,将仿真模型进行模块划分和接口定义,将整个电网划分为交流电网、风力发电和直流输电三大独立模块,定义了各模块之间的接口。分别对三大模块进行详细建模,给出了交流电网建模的分层分块原则。通过模块之间的接口将模块连接,构成宁夏电网全网的电磁暂态仿真模型。将仿真模型的稳态运行以及短路电流仿真结果与PSASP的计算结果比较,验证了模型的正确性。仿真结果表明,电磁暂态仿真模型能详细分析风电场和多回直流输电系统的暂态响应特性,能准确反映含风电场的多直流送出电网运行特性和故障特性,对研究该类型新型电网的继电保护和谐波传递问题具有重要意义。     

分极接入模式的多端直流特点与故障响应比较

大容量直流输电受端采用多端直流接入模式,有利于解决其大容量直流馈入电网特别是多回直流集中馈入电网带来的稳定性问题。介绍了分极接入、并联多端接入两种主要多端直流受端接入模式的设计特点,对交直流故障进行了电磁暂态仿真分析,对比了两种直流受端接入模式的故障响应特性、对控制保护的影响以及对受端电网影响的区别,指出分极接入模式下任何一极接入弱交流系统,均会影响整个直流系统的稳定运行能力,直流线路瞬时故障期间另一极接入的逆变站受影响小。研究结果可以为电力系统应对大容量直流接入优化设计提供参考。     

中俄背靠背换流站直流系统与静止无功补偿器的协调运行

为解决中俄联网背靠背换流站中国侧交流系统较弱的问题,在换流站中国侧安装了配合直流系统运行及提高交流系统暂态稳定性的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)。从抑制换流母线暂态电压波动、提高交流滤波器/电容器分组容量及提高换流站中国侧交直流系统稳定性的角度考虑,通过仿真确定了换流站装设SVC的容量。同时结合SVC的特性及直流系统的性能要求,分析了直流系统和SVC在不同运行方式下的运行特性,提出了SVC的控制目标及SVC配合直流系统运行的协调控制原则。     

特高压直流对500kV变压器直流偏磁的影响分析

直流系统单极运行时会在周边变压器中引起直流偏磁,以江苏苏北电网±800 k V晋北—南京、±800 k V锡盟—泰州、±800 k V陇彬—徐州特高压直流工程为例,研究其对500 k V变电站直流偏磁的综合影响。兼顾各接地极附近土壤情况,采用综合水平多层土壤模型,建立了苏北电网直流系统模型,对单条或多条直流线路同时单极运行时附近变电站的偏磁电流进行仿真分析。结果表明:土壤电阻率越大,距离接地极同一位置处地电位越高;多条直流线路同时单极运行时主变偏磁电流数值等于各单条直流线路单极运行时的代数和;相邻变电站的抑制措施应综合考虑。     

500kV变电站CTV3Uo频繁告警及主变噪声异常分析

高压直流输电系统单极大地运行时接地极电流对交流电网会产生一定影响,其中对中性点直接接地变压器的影响最大,接地极电流对电网影响的范围和程度也随接地极电流加大而增大.分析了特高压直流单极大地运行时对交流电网及中性点直接接地变压器的影响,总结了目前一些减小高压直流输电系统接地极电流对变压器偏磁影响的主要措施.     

论高压直流接地极周边新建变电站需要注意的问题

当直流输电系统采用单极大地返回运行方式时,其直流电流会对接地极址附近中性点直接接地的变压器产生较大的偏磁影响,危害变压器的安全运行。通过分析直流偏磁的原理,以三广直流为例,分析部分实测和计算数据,对直流接地极附近新建变电站需关注的问题进行了探讨。