异步联网工程柔性直流换流站过电压与绝缘配合

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流异步联网换流站过电压与绝缘配合是工程设计的关键技术之一,其研究对换流站关键设备选型、设计、制造和试验具有重要的指导作用。文中依托云南电网与南方主网鲁西背靠背直流异步联网工程开展研究,考虑了系统不同稳态运行状态的组合以及异步交流系统的特点,提出了柔性直流换流站的避雷器布置方案,对系统典型工况进行了仿真计算,确定了各避雷器的最大应力,并最终确定了换流站各设备的绝缘水平。研究结果为工程设计提供了重要依据。     

柔性直流和常规直流并联系统功率调制策略

由于柔性直流与常规直流控制特性的差异以及并联后的相互影响,其调制策略不同于常规直流。分析了柔性直流与常规直流并联系统的协调控制策略,阐述了功率限制功能的功率分配、速率分配和无功功率控制的实现方法。结合南方电网鲁西背靠背直流调制功能的RTDS仿真研究,针对试验中暴露的缺陷深入分析了并联系统在受端交流故障情况下限制直流功率的控制特性,提出了功率限制功能与高电压穿越控制功能的协调方法以及速率分配优化方法。仿真结果表明,优化后的并联系统可按照正确的时序和速率执行功率限制功能。     

小水电富集电网的柔性直流异步联网方案研究

多特性小水电群大规模接入消纳是我国电网发展过程中亟待解决的问题。云南西部大规模小水电群集中送出地区存在弱阻尼区间振荡模式,是制约该地区电力送出的主要因素。为避免大规模小水电群引发全网的弱阻尼振荡,可通过柔性直流输电系统将小水电富集电网和主网进行异步联网,使参与因子最大的机群与主网机群形成电气隔离。以云南电网为背景,从经济性和降低直流系统故障概率的角度,设计了柔性直流背靠背异步联网方案;从优化小水电富集电网潮流分布的角度,设计了多端柔性直流异步联网方案。比较了2种方案对电网小扰动稳定性和小水电富集电网送出能力的提升效果。仿真结果表明:2种方案均可增强云南电网的小扰动稳定性,并有效提升小水电富集电网的送出能力。     

背靠背柔性直流输电功率解耦控制研究

柔性直流输电(VSC-HVDC)在大规模可再生能源发电、远距离输电、电网互联等领域具有广阔的应用前景,其有功功率和无功功率的控制是保障VSC-HVDC运行的关键。此处针对换流站有功功率和无功功率调节存在的复杂耦合问题,在分析一拍延时对d,q轴解耦方法影响的基础上,提出基于复系数矢量控制器(CVC)解耦方法,分析了CVC解耦有效性。然后,针对所提CVC解耦,研究了延时补偿策略,抑制一拍延时影响。最后,提出了临界阻尼参数设计方法,避免了功率调节过程中振荡。仿真与实验验证了所提CVC解耦方法的有效性。     

我国第一个高压柔性直流输电工程

上海南汇柔性直流输电示范工程是我国第一个高压柔性直流输电工程。阐述了高压柔性直流输电（VSC-HVDC）与高压直流输电相比的技术优势,介绍了上海南汇柔性直流输电示范工程的概况,以及该工程所采用的两端VSC-HVDC输电系统的结构及其特点,最后分析了在该工程中新技术的应用。上海南汇柔性直流输电示范工程的建成投运,标志着我国在智能电网高端装备方面取得了重大突破。     

直流互联异步电网的HVDC与AGC协同功率分配

通过HVDC连接区域电网使得系统中出现直流互联异步电网,造成区域电网之间相互支援能力减弱,文中针对区域电网出现功率扰动后的频率调整问题,提出HVDC与AGC协同功率分配方法.介绍了电力系统频率调整模型以及HVDC参与一次调频的控制策略,基于一致性算法设计HVDC与AGC协同功率分配的方法,在二次调频阶段考虑各机组与HV...     

柔性直流输电技术及其示范工程

城市电网的不断发展和电力电子器件的快速进步,使柔性直流技术在城市电网中的实际应用已成为可能。简要介绍了柔性直流输电的技术特点。具体介绍了上海南汇柔性直流输电示范工程的换流系统参数,主要设备的选择、配置,设备布置方案。总结了柔性直流输电技术在工程应用中存在的一些问题。     

异步联网条件下直流调制对电网频率特性的影响

随着高压直流输电技术在大功率、远距离输电上的应用,可以实现各区域电网之间的非同步运行,但异步联网条件下区域电网的频率稳定性问题比较突出,成为影响电网安全稳定运行的重要因素.本文基于直流潮流法,同时考虑原动机调速器及直流附加频率控制器的作用,以解析的形式推导出异步联网下电网的频率响应,研究了直流调制参与调频对电网频率稳、...     

高压直流工程熄弧角测量异常引发换相失败故障的分析与处理

南方电网某直流工程在调试期间发生了数次换相失败故障,对交直流都产生了较大的影响。对换相失败时的故障录波数据进行分析,推断换相失败原因为熄弧角测量系统偶发故障而引起直流控制系统误动,基于此推断在该直流工程的详细PSCAD模型中进行了模拟,对该故障进行了仿真复现,验证了故障原因分析的正确性。为解决熄弧角测量装置偶发异常的问题,提出在直流控制系统内增加防误逻辑环节屏蔽熄弧角测量异常的影响,并用PSCAD/EMTDC仿真验证了该处理方案的效果,仿真结果和实际运行表明所提解决方案对熄弧角测量异常问题是有效的,确保了高压直流系统的正常稳定运行。     

适应风电接入的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略

大规模风电接入高压直流送端系统将导致系统惯量降低,送端系统调频能力不足。为充分挖掘直流和风电协同调频的潜力,提高含风电高压直流送端系统的调频性能,提出一种基于频率轨迹规划的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略。分析了含风电高压直流送端系统的频率控制特性;综合考虑风电主动频率支撑和直流辅助频率控制,以频率偏差和频率变化率为量化指标,生成参考频率轨迹;在此基础上,对频率轨迹进行区域划分,以参考频率轨迹为基准,实现高压直流输电对送端系统频率的自适应调节。基于MATLAB/Simulink平台搭建改进的两区域4机模型进行仿真分析,验证了所提策略的有效性和优越性。     

张北柔直电网直流分压器二次电压测量异常引起误闭锁机理分析及改进措施

针对张北柔直电网试验示范工程某±500 kV换流站系统调试期间发现直流电压测量异常导致换流器误闭锁事件,通过对站内直流分压器结构及设计原理进行分析,研究了换流器误闭锁机理.发现直流分压器物理结构存在一定设计缺陷,直流分压器二次分压板二次测量电缆1路断线情况下,引起另外2路测量电压异常升高,达到柔直电网直流控制保护系统过...     

多直流馈入系统功率调控与机组出力恢复协调优化

含多直流馈入的受端电网发生大停电后,充分发挥直流系统启动后的调控能力是加快负荷恢复进程的重要手段,同时对系统恢复控制提出了更高的要求。在此背景下,提出了一种多直流馈入系统功率调控与受端系统机组出力恢复协调优化方法。首先,从直流系统逆变站的功率调控特性和多直流馈入系统与送/受端交流系统的交互作用这2个层面分析多直流馈入系统的功率调控特性,并建立相应的功率调控约束模型;然后,以机组爬坡时间和直流系统功率调控时间最短为目标,综合考虑直流系统、送/受端系统的约束条件以及常规发电机组的恢复运行约束等因素,建立直流馈入量调整模型,计及系统功率平衡、电压和频率安全、旋转备用等约束,构建多直流馈入受端系统的机组出力优化模型。在此基础上,将该问题建模为双层混合整数线性规划模型,实现传统机组出力和各直流传输量的协调优化,最小化机组出力调整时间,并达到避免直流传输量小幅调整的调度目标。最后,以含多直流馈入的IEEE 30节点、IEEE 118节点系统以及含多风电场的IEEE 30节点系统为算例验证所提模型的有效性。     

柔性直流输电工程系统调试技术应用、分析与改进

系统带电调试试验是确保柔性直流输电工程在实际应用中安全稳定运行的一个关键环节。为了避免现场有源初次启动过程中因故障、阀组触发相序错误等问题导致换流阀设备的损坏,结合厦门真双极柔性直流输电工程,提出了初次完整启动前开展换流阀无源逆变试验的安全控制策略,很好地满足了设备安全性的要求。对实验室系统联调及现场试验过程中发现的主要问题进行了分析总结并提出了改进措施,满足了系统安全稳定运行的要求。     

抑制直流送端系统暂态过电压的直流和风电控制参数协调优化

为抑制风电经高压直流外送方式下的直流送端系统暂态过电压,提出一种直流和风电控制参数协调优化方法。首先,从整流站与风电场之间的无功转换角度分析了直流送端系统暂态过电压的产生机理,进而从系统无功特性入手研究了直流整流侧、风电转子侧变流器控制参数影响暂态过电压的机理,为抑制暂态过电压的控制参数协调优化提供了理论依据。然后,构建了以直流送端系统暂态过电压峰值最小为目标的优化模型,通过联合调用的方式,可在电磁暂态模型准确模拟交直流系统电磁暂态过程的基础上,进一步采用改进粒子群优化算法协调优化直流和风电控制参数,从而有效抑制直流送端系统暂态过电压。最后,通过修改后的4机11节点系统和新英格兰39节点系统的仿真分析,验证了所提方法的有效性和准确性。     

永富直流三种功率输送方式在线转换直流过电压仿真研究

永富工程在进行3种功率输送方式在线转换操作时会产生不同程度的直流过电压。为了研究在线转换操作对直流过电压影响,通过RTDS进行仿真,在不同直流功率水平下进行功率输送方式的在线转换操作试验。根据试验数据和波形,研究分析了直流操作过电压发生的规律和原因,确定了功率输送方式在线转换操作的安全功率水平值。并得出如下结论:直流操作过电压水平与直流输送功率成正比例关系,在安全功率水平下进行在线转换操作可以避免出现较大操作过电压。研究结果为工程以后的实际运行提供了参考和借鉴价值。     

异步联网下直流频率调制及其参数对送端系统频率的影响

考虑原动机调速器及直流频率调制的作用,基于直流潮流法以解析形式推导出在直流频率调制影响下送端系统的频率响应以及调频系统的阻尼比,并在此基础上研究了直流频率调制参与调频及其调频参数对送端系统频率动态特性的影响。最后,分析了异步联网条件下直流频率调制在参与含水电机组的送端系统中,对系统频率变化特性的影响。选取实际云南电网楚穗直流输电工程对所提方法进行仿真,仿真结果验证了直流频率调制抑制送端系统扰动频率峰值的有效性,同时证明了其参与水电调频后可以维持送端系统频率的稳定性。     

山东电网高压直流输电线路电磁环境测量分析

高压直流输电线路电晕放电产生的空间电荷对周围电磁环境有很大影响.为了评估山东电网高压直流输电线路的运行状况,利用STT-HDSW电磁环境检测装置和Brüel&Kj(ae)r 2240高精度声级计实地测量了省内±660 kV宁东-山东和±800 kV锡盟-泰州、扎鲁特-青州高压直流输电线路在不同杆塔组合下的地面合成场强、...