基于VSC-HVDC的黑启动线路工频过电压抑制策略分析

对黑启动过程中,VSC-HVDC带空载长线路所引起的工频过电压问题进行了研究。通过对工频过电压以及VSC-HVDC模型的理论分析,提出了基于VSC-HVDC抑制工频过电压的控制策略,并采用PSCAD对传统启动方式和基于VSC-HVDC的黑启动方式进行仿真,仿真结果验证了该控制策略的正确性。     

基于PSCAD／EMTDC的贵州电网黑启动方案研究

主要研究了电力系统黑启动过程中的电磁暂态问题,包括发电机自励磁问题、合闸空载线路的操作过电压问题、以及空载线路末端的工频过电压问题。以贵州电网为例,应用电磁暂态仿真软件PscAD／EMTDc建立了电磁暂态问题的仿真模型,分析了贵州电网的黑启动方案。     

黑启动过程中空载变压器合闸过电压及其限制措施

空载变压器合闸时可能产生的幅值较高、持续时间较长的谐振过电压会导致避雷器吸收能量过大而损坏。研究黑启动电源通过升压变压器带空载长线路,在空载变压器合闸时导致的过电压情况,并提出了限制合闸过电压的措施。结论为：不采取措施下进行空载变压器合闸,在绝大多数情况下金属氧化物避雷器（MOA）吸收能量超过避雷器自身的能耗允许水平;若500 kV主变压器合闸前第三绕组带上一定容量的低压电抗器,可以有效地降低空载变压器合闸过电压水平及MOA吸收能量;加载地区负荷和在主变压器断路器安装选相合闸装置对抑制空载变压器合闸过电压的效果明显。     

真空断路器空载合闸操作过电压分析及仿真研究

分析了操作过电压特点和产生原因。通过空载合闸线路时的集中参数等值电路对其产生的过电压进行计算,运用ATP-EMTP仿真对500 kV输电线因不同操作产生的过电压情况进行仿真试验,得到了断路器合闸空载线路过电压的特点,为过电压抑制措施提供了参考。     

空载线路合闸对发电机励磁回路的影响

通过分析空载线路合闸中发电机励磁电流的暂态特性，解释了励磁电流出现过零趋势的原因，提出计及励磁主回路反向电阻的发电机暂态等值电路。对黑启动模式下发电机投空载长线进行仿真计算，结果表明：空载线路合闸过程中发电机励磁绕组可能会出现过电压，并可能比自励磁现象和线路末端过电压更容易发生；如果励磁回路有允许反向电流通过的能力，则能避免励磁绕组过电压。     

黑启动过程中操作过电压分析

在制定电力系统黑启动方案过程中,为验证方案的可行性,需要对黑启动方案进行各项技术指标（发电机的自励磁、空充线路过电压、频率和电压稳定问题等）的校验,以便成为黑启动方案的备选方案,其中空载线路合闸操作过电压的校验便是其中较为重要的一项。对电力系统黑启动过程中的操作过电压问题进行了理论分析,并用MATLAB／SIMULINK软件进行仿真,将计算结果和仿真结果进行了对比,证明了在黑启动恢复过程中对空载线路进行合闸操作存在过电压的可能,最后结合河北南网的实际情况,用河北南网的某一黑启动方案进行验证,证明了理论分析的正确性,同时提出了抑制空载线路过电压的措施。     

基于ATP-EMTP的330 kV空载线路合闸过电压仿真分析

利用ATP-EMTP软件,建模、计算和分析了不同合闸电阻、合闸电阻接入时间、合闸相位和残余电荷对三相同期合330 kV空载线路过电压的影响,得出合闸电阻、合闸电阻接入时间、合闸相位、残余电荷对三相同期合空载线路的操作过电压都有不同程度的影响。指出在电力系统输配电送电操作中,尽量避免对空载线路进行合闸,有条件的可采用零起升压对空载线路充电;在不清楚线路是否空载合闸时,为降低合空载线路引起的过电压,应将空载线路上的残余电荷释放,合闸开关并联接入适当的合闸电阻,合闸电阻调整到合理的接入时间,合闸相位控制在90°左右。     

500kV牌长Ⅱ线空载投切试验方案选取仿真分析

根据500 kV牌长Ⅱ线接线方式和线路参数,计算空载长线工频过电压升高倍数,利用电磁暂态仿真软件ATP,建立500 kV牌长Ⅱ线的仿真模型,仿真不同运行方式下的工频电压升高和操作过电压倍数,结合仿真结果和试验情况,提出最佳的试验方案。     

MOA对限制特高压输电线路过电压影响的研究

介绍特高压输电线路产生过电压的机理,并结合国内外对高性能金属氧化物避雷器( MOA)的研究成果,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP分析MOA和断路器合闸电阻对特高压线路的工频过电压及合闸空载线路过电压的影响.     

特高压输电线路并联电抗器最佳补偿度的计算研究

探讨了特高压输电线路空载时的电容效应,并研究了并联电抗器对空载输电线路工频电压升高的抑制机理及其特性。利用仿真软件ATP-EMTP,找出了并联电抗器抑制空载长线路工频过电压的最佳补偿度。研究结果表明,特高压输电线路空载或轻载时会出现工频电压升高;采用并联电抗器的补偿措施可以有效的抑制工频过电压;并联电抗器的最佳补偿度应控制在75%~90%。     

柔性直流电网结构对单极接地故障过电压的影响

柔性直流电网的优势之一是其运行方式灵活可变,考虑到未来在检修等工况下系统可能采取不同的电网结构继续运行,而对于采用架空线的柔性直流电网,直流线路极易发生单极接地故障,因此有必要对不同电网结构下直流线路单极接地故障的过电压水平进行研究.搭建了基于环型四端柔性直流工程的过电压仿真模型,研究了柔性直流电网直流侧接地故障下的暂...     

基于EMTP仿真平台的超高压电缆操作过电压特性及其影响研究

随着330 kV超高压电缆在西北电网的应用,暴露出电缆过电压特性方面仍存在诸多亟待解决的问题。首先在电磁暂态仿真（EMTP）平台建立典型的超高压电缆过电压仿真模型,对架空线和电缆线路中过电压的幅值变化研究对比,结果表明电缆线路的过电压幅值整体低于架空线路。然后应用模域回路理论对过电压的传播特性与主导频率特性进行分析,结果表明相同条件下,电缆线路操作过电压主导频率相对较低,传播模电压衰减严重,从而影响了过电压的最大值。仿真结果证明超高压电缆在形成操作过电压的同时,会导致下一级出线电缆送电端电压的稳定性受到影响。     

Overvoltage control during restoration

During the early stages of restoring high-voltage overhead and underground transmission lines, the authors discuss three related overvoltage areas: sustained power frequency overvoltages, switching transients, and harmonic resonances. During restoration certain line-transformer configurations when energized generate a combination of sustained, transient, and harmonic overvoltages which may cause surge arrester failures and thus system faults. or the subsequent flash-over and damage to equipment. The energy stored in long high-voltage lines is large causing significant transient or resonant overvoltages which must be carefully considered during restoration. With the help of analytical tools such as the electromagnetic transients program (EMTP) and those described it should be possible to establish general procedures and restoration guidelines to avoid overvoltages     

基于电压源换流器HVDC联网的受端电网扩展黑启动方案

结合电压源换流器高压直流(VSC-HVDC)输电系统向受端无源电网供电时的稳态运行特点,提出基于VSC-HVDC联网的受端电网扩展黑启动的优化决策方法。在分析黑启动过程中VSC-HVDC逆变器采用定交流电压控制策略下运行特性的基础上,提出拟进相运行能力及其裕度两个指标来反映换流器吸收充电无功功率和抑制工频过电压的能力。进而考虑VSC-HVDC的影响,在扩展黑启动多目标优化模型中,引入反映系统整体无功功率水平的目标函数及VSCHVDC稳态运行的约束条件,通过快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)和模糊熵权法得到最优扩展黑启动恢复方案。最后采用电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)建模,并基于修改的新英格兰10机39节点系统仿真证明了VSC-HVDC在黑启动初期的优越性。     

扩展黑启动中恢复路径充电方式分析研究

大停电后快速可靠恢复是减小停电损失的重要措施,扩展黑启动策略是电力系统恢复的一种新的思路,但其启动网络比常规的只启动一台机组的黑启动方案更为复杂,为被启动机组送电时的路径充电过电压是影响机组成功启动的重要因素之一。为了获取合理的充电方式,在分析工频过电压和操作过电压产生机理及特性的基础上,以河北南网扩展黑启动方案为例,针对三种不同的充电方式分别搭建仿真模型进行分析研究,结果表明零起升压方式具有明显的优势,为以后的扩展黑启动工业试验及研究提供有益的参考。     

配电网架空线路感应雷过电压产生机理与防护

对配电网架空线路感应雷过电压产生机理进行了详细的探讨,提出静电感应分量是配电网线路感应雷过电压的主要构成部分。通过对架空线路雷击静电感应过电压模型的求解,给出了感应雷过电压的计算方法。在配电网输电系统中采用以下措施——架设避雷线;安装避雷器;减小工频电弧建弧率;提高线路耐雷水平,可以有效地防护配电网架空线路感应雷过电压,保证系统安全、经济运行。     

直流电网暂态过电压机理与抑制策略

在柔性直流输电系统受扰后,当直流电网存在盈余不平衡功率时,将导致直流过电压问题,进而对IGBT、电容器等器件造成不可逆的损坏。针对直流电网故障下的直流过电压问题,首先分析了不平衡功率导致直流过电压的机理,得到了直流电压与直流电网内不平衡功率的定量关系;然后提出一种抑制直流电压上升的虚拟调制控制策略,并针对单极和双极2种故障类型采取2种不同控制策略;最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了四端柔性直流电网仿真模型,验证发生受端短路故障、受端单站闭锁故障和受端单极闭锁故障3种典型故障时所提控制策略的有效性。仿真结果表明,虚拟调制控制策略能有效地延缓直流电压上升速度,与耗能装置配合可以显著降低耗能装置的投入容量。     

郴州苏耽500kV输变电工程内过电压计算研究

针对郴州苏耽500 kV输变电工程投运调试阶段的供电方案,利用PSASP、PSCAD程序开展了工频过电压、潜供电流、工频谐振过电压和操作过电压等问题的计算和分析。     

110 kV长线供电系统的过电压研究

建立了一个110kV长线供电系统模型,用软件EMTP对该系统进行了工频过电压和操作过电压的计算。结果表明:如线路长度在200km左右,系统的工频过电压和操作过电压均在允许范围之内,除在线路上加装一定容量的并联电抗器外,不需要采取特别的措施加以限制。     

基于容性设备泄漏电流的电网电压分频测量方法分析

为优化电网过电压在线监测的测量技术,提出了一种基于测量容性设备泄漏电流的电网过电压的测量方法。该方法是使用2个不同磁导率的线圈分别获取容性设备泄漏电流中频率为30～3 000 Hz以及3kHz～1MHz的电流成分,经过积分滤波处理后将2路信号求和还原为线路电压。分析了泄漏电流与电压的传递函数,研究了电压传感器的工作原理及其影响因素。最终采用分频的方式实现了工频、操作冲击和雷电冲击过电压的测量。采用的电压传感器结构简单,与高压系统没有电气连接,具有很好的安全特性。工频、操作冲击和雷电冲击过电压试验结果表明设计的传感器具有很好的准确度和线性度,可以用于高压电网的电压测量。