柔性直流输电控制及保护系统

介绍了柔性直流输电控制及保护系统的工作原理。结合上海南汇柔性直流输电示范工程,描述了中国制造的柔性直流输电控制及保护系统的组成和软件配置,并给出了实时数字仿真器（RTDS）仿真验证结果,表明其在稳态和暂态过程中均具有良好的控制效果,适合实际工程应用。     

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。     

DPS—5000直流输电控制保护系统设计方案

经过十几年的发展,直流输电技术在我国获得了广泛的工程应用,直流输电工程已经成为坚强智能电网的重要组成部分.本文基于长期工程设计经验,提出了直流输电控制保护系统设计原则,研制了适用于直流输电系统的DPS—5000紧凑型控制保护主机;基于DPS—5000平台的软硬件特点,提出了直流输电紧凑型控制保护系统的总体设计方案;构建...     

柔性高压直流输电仿真技术研究方法综述

柔性直流输电工程应用前景广阔,采用各种高精度高效率仿真技术对柔性直流系统进行理论分析和运行特性研究是柔性直流技术发展的关键;实时数字仿真、物理动模仿真和数字物理混合仿真是常用的系统仿真研究方法。总结柔性直流输电系统结构及核心装备;分别介绍三种仿真方法,从基本理论与算法原理、实现方式和柔直装备建模方法等方面进行论述,并总结各种方法的适用性和优缺点。最后,对柔性高压直流输电仿真技术的发展趋势和关键问题进行了总结和展望,提出了几点可能的研究思路。     

输电线路柔性直流融冰技术

为直流融冰技术在电网中的应用提出了一种新型柔性直流融冰技术。通过分析输电线路结冰情况的等效模型并研究融冰时的热交换过程,针对220kV输电线路计算出了线路融冰所需的保线电流和最大电流值。按计算结果的需求设计了基于可关断器件的新型柔性直流融冰电源。论述了该电源的主电路拓扑及其功率单元的等效电路,并对其相关的融冰控制策略进行了分析和研究。最后研制出一台全控直流融冰装置样机,并进行了现场试验。试验结果表明,该融冰装置可对直流输出电压进行柔性调节,融冰时的网侧谐波含量较低,在试验中仅3.16%。     

基于RTDS的海上风电柔性直流输电系统自适应下垂控制

针对实现直流系统并网已迫在眉睫的问题,提出基于RTDS的海上风电柔性直流输电系统自适应下垂控制。基于RTDS的海上风电柔性直流输电系统,建立海上风电柔性直流输电模型,探讨了自适应下垂控制策略。通过试验证明自适应下垂控制模型在大规模远海岸上柔性直流输电技术上有更好的应用前景。     

柔性直流输电工程控制保护系统特点分析

分析了柔性直流输电工程控制保护系统的结构、功能和设计方案,并为控制保护技术在智能电网的应用提供建设性意见。     

柔性直流和常规直流互联输电系统协调控制策略

对一种新型的柔性直流与常规直流互联输电系统进行了研究,针对常规直流送端可能出现的功率不平衡问题,提出了常规直流和柔性直流功率附加器的协调控制策略。该策略通过2种直流有功附加控制器来提高区域内有功功率平衡能力,针对常规直流进行有功功率调节时换流站无功不平衡引起的电压波动问题,设计了柔性直流无功附加控制器。最后,通过仿真验证了协调策略的有效性,结果表明所设计的有功-无功附加控制器能够相互配合,有效提升整个系统的功率平衡能力。     

一种柔性直流输电系统PID-ANFIS优化控制方法

针对柔性直流输电系统(Voltage Source Converter based High-Voltage Direct-Current,VSC-HVDC)双闭环控制中PI控制存在参数整定困难及控制器数量过多等问题,提出一种具有PID功能的自适应神经元模糊推理系统(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System with PID function,PID-ANFIS)控制器用于该系统控制。其中,PID-ANFIS控制器兼有神经网络控制、二阶模糊控制及PID功能;同时提出的基于三重合作粒子群算法(Treble Cooperative Particle Swarm Optimization,TCPSO)用于优化该控制器中神经网络参数。TCPSO采用由降维合作、分组合作与记忆合作组成的三重合作策略,极大程度上提升了神经网络参数优化的精度。深入研究了TCPSO优化PID-ANFIS控制器参数的步骤。基于TCPSO优化的PID-ANFIS控制器能够实现VSC-HVDC系统的直接功率控制效果。仿真结果表明该控制器具有控制速度快、超调量小、抗干扰能力强等优点,是VSC-HVDC控制系统的一个可行方案。     

接入弱交流系统的背靠背直流输电系统控制策略改进

背靠背直流工程逆变侧采用定熄弧角控制时,整流侧和逆变侧耦合关系较强,但换流变压器分接开关动作次数少;而采用定直流电压控制时,耦合关系较弱但分接开关动作次数多。在分析相关控制策略优缺点的基础上,提出了改进控制策略,逆变侧通过熄弧角控制直流电压为指令值,直流电压指令值随直流功率变化,分接开关控制熄弧角在正常范围内。该控制策略保留了定熄弧角控制和定直流电压控制的优点。提出整流侧和逆变侧在分接开关动作时预估无功小组是否会因分接开关动作而投切,进而确定分接开关和无功小组动作的先后关系,防止了分接开关的反复动作。算例表明该控制策略可以减少背靠背工程无功小组投切和分接开关动作次数,减小逆变侧无功小组投切电压波动,适用于接入弱交流系统的背靠背工程,长距离直流输电工程也可以借鉴文中控制策略。     

多端背靠背柔性直流互联系统负载均衡

提出了一种多端背靠背柔性互联系统的负载均衡方法,首先搭建了多端背靠背柔性互联系统模型,定义了动态负载率、负载跟随度等指标,建立了从单馈线到多馈线的负载均衡指标体系,以及负载均衡的多目标评价模型。其次,结合搜索范围大、精度高的改进布谷鸟算法,对多端背靠背柔性互联系统负载均衡方案进行了优化。最后,在MATLAB上搭建算例,验证了多端背靠背柔性互联系统进行负载均衡的可行性与有效性,以及使用动态负载率等指标进行评价必要性。     

一种背靠背直流输电系统换流变压器分接开关控制

通过对灵宝背靠背直流扩建工程的仿真试验,分析比较了中国已投运的两端直流输电系统和背靠背直流输电系统的分接开关控制,在此基础上提出了一种新的背靠背直流系统逆变侧换流变压器分接开关控制方式,即理想空载直流电压参考值随直流电流变化而变化,既保证直流电压恒定,又使关断角尽可能小.仿真试验验证了这种新的分接开关控制方式是可行的.     

南澳多端柔直系统潮流自动控制分析

南澳柔性直流输电系统作为国家863"大型风电场柔性直流输电接入技术研究与开发"示范工程项目,本文对其潮流自动控制功能和原理进行描述,与传统直流的潮流翻转进行对比,让大家形成基本概念,并对实际运行中因开关触点、交流通道异常、控制过程波动等不完善的地方进行分析,提出了增加防抖功能和改进逻辑判读条件作为当前的解决措施,虽然目前解决一些问题,但并没有从大局和根源处理问题,为此,从长远角度出发还提出了改进措施,比如潮流自动控制目标值应灵活化,通过延时处理慢速控制和平滑调节联动实际潮流控制合理化,引入电网智能资料库进行修正学习实现局部智能,在电网云计算模型的联动机制中从宏观上配合大电网有效控制系统振荡和崩溃问题,结语中,特别用城市交通指挥进行类比,指出柔直系统潮流控制是一个非常重要和值得深入研究新课题,引导相关人员进一步研究和完善该功能。     

背靠背直流互联系统主动频率响应控制策略

相较于交流同步互联电网,低快速频率响应能力的直流异步互联电网频率稳定形势更为严峻.基于主动频率响应控制思想及其框架,提出大功率缺失下的背靠背直流互联系统主动频率响应控制策略.建立了背靠背直流互联系统网络结构模型及背靠背换流站控制系统模型,计及扰动后背靠背直流互联系统及频率响应动态特性,提出了一种基于模型预测算法的主动频...     

基于MMC的背靠背柔性直流输电系统控制策略

首先研究了基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)输电系统的基本控制策略。然后,分析了背靠背MMC-HVDC输电系统的特性,其整流侧换流器与逆变侧换流器的控制系统可共用机柜,因此能实现两侧换流器控制信号的无时延共享。在此基础上,针对背靠背柔性直流的应用需求,提出了一种适用于背靠背MMC-HVDC的控制策略。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了背靠背MMC-HVDC系统仿真模型,验证了所提控制策略的控制效果。     

柔性直流输电系统新型故障重启方法

换流器自清除技术的逐渐成熟使得基于架空线路输电成为柔性直流输电的发展趋势。架空线路输电时瞬时性故障概率较大,因此需配置有效的重启方法确定是否应该恢复系统的正常运行。传统的柔性直流输电系统重启方法因重启于永久性故障时会对系统造成二次过流、过压危害,不利于系统的安全可靠运行。提出了一种具有低电流、低电压危害的新型重启方法,在故障性质判断期间将换流器运行于不控整流方式,通过判断电流的有无,实现故障性质的判断。这种方法在重启于永久性故障时能够有效避免对系统的二次过流冲击,也不会产生二次过电压。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了两端模块化多电平换流器型直流系统,通过仿真测试验证了所设计重启方法的可行性和优越性。     

柔性直流输电系统自适应虚拟惯性调频控制策略

针对传统控制策略下柔性直流输电系统接入交流电网后无法为系统提供惯性以及参与调频的问题,提出了一种考虑频率稳定的自适应虚拟惯性调频控制策略.在直流侧保持下垂特性,自动分配直流功率的同时,使柔性直流输电系统能够参与二次调频,实现交流侧频率的无差调节.另外,通过虚拟惯性控制,进一步提高系统频率稳定性和惯性,改善二次调频控制所...     

适用于柔性直流输电换流阀子模块的便携式自动测试仪设计

换流阀功率子模块是高压柔性直流输电工程中完成电能变换的核心模块,其运行可靠性直接关系整个直流输电系统的稳定性。由于子模块数量庞大,电气拓扑复杂,电容容量大电压高,因此对其元件参数的测量难度较大。根据柔性直流输电换流阀子模块的特点,设计了一种便携式自动测试仪,可实现对柔直子模块电容、电阻、IGBT、旁路开关等主要元器件的全面自动检测,详细介绍了测试仪的软件和硬件设计方案。以许继集团研制的功率子模块为测试对象,验证了所设计的测试装置的正确性和实用性。     

柔性直流输电系统同极双阀组直流电压平衡控制方法

采用同极双阀组串联拓扑结构的特高压直流输电系统中,阀组的电气参数差异、电压/电流测量装置的误差都可能导致同极双阀组直流电压的不平衡,严重时将造成设备过压损坏.文中针对柔性直流换流站双阀组串联拓扑结构,在柔性直流阀组基本控制策略基础上,增加阀组均压调整量计算环节,并对有功外环控制及直流侧控制进行了改进,对功能投切逻辑进行...