电压型晶闸管逆变器换流失败的恢复及其检测方法

本文分析了通用电压型晶闸管逆变器换流失败的原因，提出了使换流失败可恢复的方法，并给出了换流失败检测系统。     

整流侧换流母线电压恢复导致逆变器换相失败的机理分析

交直流系统中整流侧换流母线电压恢复会引起直流电流增大,从而导致逆变器换相失败。为了解决该问题,文中首先以CIGRE HVDC标准测试系统为例,分析了电压恢复期间逆变侧控制系统的控制特性,发现由定电流控制切换为定关断角控制瞬间及之后一段时间内,直流电流较大及增速过快从而引起电流偏差控制输出较小且快速降低是诱发换相失败的重要原因。其次,提出了一种通过改进定关断角控制器以改善整流侧换流母线电压恢复导致关断角过小的控制方法。最后,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中利用CIGRE HVDC标准测试模型仿真验证了所提方法的有效性,由仿真结果可知该方法能有效抑制由整流侧换流母线电压恢复导致的逆变器换相失败。     

溪洛渡直流工程换相失败特性及相关因素分析

精确模拟直流逆变器换相失败及功率恢复对电力系统安全稳定分析是十分重要的。将电力系统实时仿真器RTDS连接到溪洛渡直流工程实际的直流控制保护系统装置,分析与评估逆变站换流母线电压跌落、故障类型以及交流系统强度等因素对溪洛渡直流的换相失败和故障恢复特性的影响。研究结果表明,换流母线故障相电压跌落幅度是决定溪洛渡直流逆变器在交流系统短路故障后是否发生换相失败的主要影响因素。     

直流输电系统换相失败的研究(一) --换相失败的影响因素分析

作为直流输电系统最常见的故障之一，换相失败与很多因素有关，主要有换流母线电压、换流变压器变比、直流电流、换相电抗、越前触发角、不对称故障时换相线电压的过零点相位移、换流阀的触发脉冲控制方式和交流系统的频谱特性等，以CIGRE HVDC标准模型为研究对象比较详细地分析了以上因素对逆变器换相失败的影响，得出了逆变器发生换相失败的一般规律。     

整流侧控制方式对特高压直流输电系统换相失败影响研究

特高压直流输电系统发生换相失败时,会引起直流电压和直流电流突变,严重影响直流系统的安全稳定运行。控制系统是特高压直流输电系统的核心部分,其控制方式对系统的输出响应有重要影响。分析特高压直流输电系统换相失败的原因,介绍整流侧的控制方式,建立了云广特高压直流输电系统仿真模型,研究云广特高压直流输电系统整流侧采用定电流控制方式和定功率控制方式对换相失败的影响。仿真结果表明：当逆变侧换流变压器变比K改变时,整流侧采用定电流控制与采用定功率控制相比,系统发生换相失败时的临界变比较大;当逆变侧交流母线发生三相对称接地故障、两相短路故障及单相接地故障时,整流侧采用定电流控制与定功率控制相比,系统不发生连续换相失败的临界电阻较小。整流侧采用定电流控制方式时,对换相失败的控制能力优于定功率控制方式。     

无轨电车斩波调速装置换流失败自动检测及失控保护

本文介绍了斩波调速装置换流失败自动检测电路的设计方法及输入信号时序的确定。实践证明,该电路有效地消除了窜车事故,进一步提高了无轨电车运行的可靠性。     

抑制直流输电换相失败方法研究

通过剖析换相失败机理，分析发生换相失败的主要原因是基于电网换相换流器的高压直流输电采用的换流元件晶闸管为半控型器件。当关断角小于其固有极限关断角时便会发生换相失败，换相失败会引起换流变压器直流偏磁、换流阀过热、送端电网过压和发电机组脱机等问题，严重情况下可能进一步导致直流闭锁，存在引发大面积停电的风险。整理并总结已有的抑制换相失败的措施，并对这些措施进行分类阐述，一是通过修改控制器定值，二是通过增加额外的组件或设备抑制换相失败，三是进行换流器拓扑局部改造，最后指出了亟待研究的问题，为当前及今后的研究提出可行的技术思路。     

HVDC换相失败典型暂态响应特性及其抑制措施

以CIGRE第一标准模型为研究对象,分析了交流系统发生各种故障时可能引发的换相失败,即不对称故障相相连的逆变器的上下2个换流阀最易发生换相失败,对称故障则依情况而定。基于电力系统电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC对其发生常见故障时典型暂态响应过程进行详细的仿真分析与计算,据此提出了一些发生换相失败故障时通过控制模式的转换抑制其危害及恢复系统运行的举措,如逆变器一次换相失败故障可以通过改变换流器触发脉冲的次序以控制换相失败发展过程,避免发生更为严重的换相失败;对于2次换相失败,应投入包括最后一个开通阀在内的旁通对,以减少因故障而使换流变压器造成直流偏磁。     

直流输电系统逆阻型IGCT换流阀研究

换相失败是基于晶闸管换流阀的高压直流（HVDC）输电系统常见故障,严重威胁电网安全运行。为有效解决换相失败难题,此处从电力电子器件的基本特性出发,提出了基于逆阻型集成门极换流晶闸管（IGCT）换流阀的换相失败抑制方法和直流输电系统拓扑方案。搭建了系统仿真模型,对比研究了在直流系统逆变侧出现换相失败故障后,采用晶闸管换流阀和逆阻型IGCT换流阀对直流系统的影响情况。仿真结果表明,逆阻型IGCT换流阀对换相失败故障的抑制效果良好。根据目前IGCT器件的研制水平,设计了逆阻型IGCT换流阀,并提出了控制逻辑。基于研究成果,进行了逆阻型IGCT换流阀样机研制。为验证样机性能,搭建了合成试验回路系统,开展了逆阻型IGCT换流阀的通流试验和电流关断试验,试验结果证明IGCT换流阀的设计和研制满足要求。研究结果可为以后直流输电工程的系统研究和换流站关键设备设计提供参考。     

直流融冰兼SVC装置开路试验解锁失败分析及处理

为找出500 kV桂林变电站直流融冰兼SVC装置在一次开路试验中解锁失败的原因.结合直流融冰模式下装置主接线方式和换流阀等效电路,通过分析直流出线侧及换流变低压侧电压波形,发现直流正极出线侧存在与换流变低压侧线电压UYCA相差30°的工频交流电压,导致换流阀不具备解锁条件;而工频向量分析结果显示阀侧A相存在单相接地故障,这是导致解锁失败的直接原因.现场检查发现Y桥换流变低压侧A相避雷器存在对地击穿故障,更换该避雷器后直流融冰兼SVC装置在直流融冰模式下开路试验解锁成功.     

含有STATCOM的高压直流输电系统控制方法

为了减小含有STATCOM的HVDC输电系统发生换相失败的概率,对STATCOM和HVDC系统原有的控制策略进行了改善。故障时,基于STATCOM的定交流电压控制,投入交流电压参考值调节功能;基于HVDC的定直流电流控制和定关断角控制,投入附加直流电流和附加关断角控制功能。在PSCAD/EMTDC中进行的仿真分析表明:当换流母线处分别发生故障水平为23.08%、84.24%的单相电感接地故障时,交流电压参考值调节功能可以有效抵御换相失败、防止连续换相失败;当故障更严重,故障水平上升为120.34%时,附加直流电流和附加关断角控制功能可以有效防止连续换相失败。所提出的控制方法可以有效提高HVDC对换相失败的抵御能力,改善系统的运行性能。     

预测型定熄弧角控制及其改进策略EI北大核心CSCD

定熄弧角控制作为逆变侧基本控制环节,在抵御换相失败方面起到了重要作用。针对现有预测型定熄弧角控制故障期间熄弧角计算误差较大的缺点,提出了一种改进的预测型定熄弧角控制方法。该方法不仅计及了换相期间直流电流的变化,同时考虑到换相电压的变化,利用滑动平均滤波器和二阶广义积分器分别对直流电流和换相电压进行处理,用于各换流阀触发角的求解,取其中最小触发角作为定熄弧角控制的输出。通过PSCAD/EMTDC仿真对不同强度交流系统下系统的换相失败免疫因子进行测试,证明了改进后的预测型定熄弧角控制能更好地抑制换相失败的发生。     

抑制连续换相失败的电流指令值补偿策略

高压直流输电系统在常规低压限流控制下，故障恢复期间直流电流和换相电压的恢复速度不匹配导致连续换相失败。为了减小连续换相失败的概率，本文首先引入直流电流变化率补偿低压限流控制器输出的电流指令值。然后，引入换流母线交流电压变化率对补偿后的指令值进行二次补偿，通过整定控制参数，提出二阶直流电流指令值动态补偿策略。最后，在PSCAD中搭建基于国际大电网会议的标准模型对策略进行测试，结果表明，在发生接地故障时本文策略能够协调直流电流和换相电压的恢复速度，抑制直流系统发生连续换相失败。     

CCC的补偿度对HVDC系统的影响分析

利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具对逆变器为电容换相换流器(CCC)的高压直流(HVDC)输电系统的稳态特性和暂态特性进行了仿真计算,并对仿真结果进行了详细的分析。研究了整流侧定电流、逆变侧定电压控制方式下,CCC中串联电容器补偿度对稳态运行中的HVDC输电系统的熄弧角、换流器与系统间交换的有功功率、无功功率、换流母线电压以及换流器的基波功率因数等的影响。对整流站换流母线处分别发生单相接地和相间短路两种故障形式进行了仿真计算,并研究了换流母线电压的恢复过程及电压暂降与临界补偿度的关系。研究表明考虑到稳态和暂态特性,在整流侧定电流、逆变侧定电压这种控制方式下,CCC的串连电容器补偿度的选择要兼顾防止换相失败和防止引起交流系统不稳定来考虑,并非越大越好。     

高压直流输电工程换相失败研究

晶闸管换流阀在逆变工作模式时,对连接换流阀的交流系统、直流系统以及换流阀自身的状态要求比较严苛。当逆变侧出现换相失败时,换流阀会承受较大的电流应力,同时也会产生交流系统频率跌宕、直流侧电流陡增等现象。韩国济州高压直流输电工程在调试过程中多次发生的换相失败现象,文中从换相失败发生机理出发,通过现场试验研究和模拟故障现象仿真等方法综合分析,确定出故障发生原因并有效解决了换相失败问题,满足工程运行要求。     

一种新型的自适应推理控制恒压恒频交流电源的研究

针对CVCF交流电源系统这样一个输出可测，而负荷扰动不可测的系统推理控制器数学模型的建立及其自适应问题进行了分析、讨论和研究；在推理控制器的设计中，提出了一种简化的等效设计方法，获得了在物理上可以实现的推理控制器模型。由于CVCF交流电源系统其对象是具有非线性和时变性的，为了获得良好的动态响应，使系统具有更强的鲁棒性，在上述研究的基础上，通过建立参数估计模型来实现推理控制器的自适应控制。理论分析和仿真实验结果证明了该文所研究的自适应推理控制设计方法应用于CVCF交流电源系统的有效性，系统在动态响应、抗干扰能力、增强鲁棒性等获得了令人满意的结果。介绍了应用新型芯片DSP-ADMC331设计和实现CVCF交流电源自适应推理控制系统，其有着广阔的应用前景。     

基于最小换流母线电压的多馈入直流系统换相失败判断方法

基于最小换流母线电压的概念,提出一种以最小换流母线电压为判据快速判断多馈入直流系统换相失败的方法。基于节点阻抗矩阵,利用节点电压交互作用因子,计算系统中各节点发生短路接地时换流母线电压;以最小换流母线电压为判据判断直流系统是否发生换相失败;分别分析计算多馈入直流输电系统不同子系统受短路故障影响情况。最后,对IEEE-30节点标准测试系统进行仿真计算,验证所提出的基于最小换流母线电压的多馈入直流系统换相失败判断方法的有效性和准确性。     

换流变压器出线装置的绝缘结构分析

换流变压器直流出线装置的可靠性是换流变压器研制的关键问题之一,长期以来直流出线装置依靠进口,优化出合理的直流出线装置绝缘结构对进一步促进换流变压器设备制造全面国产化具有重要的意义.笔者总结了换流变压器的运行特点,研究了直流出线装置的绝缘结构,并进行了直流出线装置绝缘结构的电场计算.换流变压器的运行特点为短路阻抗大、直流...     

换相失败对晶闸管结温影响及保护定值整定研究

文中归纳了换相失败产生的各种原因,并指出产生换相失败的2个主要原因就是交流系统故障和换流器丢脉冲。随后整理了晶闸管阀体结温的数学模型,仿真研究了交流系统单相接地故障,两相接地故障,三相接地故障以及换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响,指出换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响最大。在考虑换相失败对阀体结温影响的基础上,文章最后提出在整定换相失败保护定值时需要考虑换流阀的耐温性能。     

不间断静止型CVCF电源装置

本文介绍我国引进的30kVA 不间断静止型 CVCF 电源装置的技术性能、系统的组成及其特点,并列出了主要元件(部件)的具体参数。可供有关设计人员及运行维护人员参考。