±1100 kV换流站高频干扰源模型的研究

换流器作为换流站最关键的部件,是产生载波噪声干扰的主要设备,对其进行详细的建模以得到准确的高频干扰水平,能为即将投运的±1 100 kV特高压直流工程高频滤波器的优化研究打下坚实的基础。在对换流阀的高频特性进行深入分析的基础上,首先提出了3种换流阀高频模型,并通过与已投运的相似设计的HVDC工程换流阀组产生的高频噪声水平进行比较,确定换流阀模型2来反应其实际的高频特性;其后,利用PSCAD仿真平台搭建准东—皖南特高压直流输电工程的模型,通过仿真计算得到整流站与逆变站换流站平波电抗器前电压波形,并通过傅立叶变换得出其暂态过程的高频噪声水平。考虑到换流阀高频模型实际应用复杂,根据所测得的噪声水平提出用公式表示其频谱特性,并根据换流器内部电压的分布进一步提出分压模型,得出将公式表示的噪声源分压模型作为激励源用于换流站高频特性的后续研究更符合实际。     

用于高频干扰计算的换流器分压模型

HVDC换流站的高频噪声主要由换流阀产生,而12脉动换流器作为换流阀的基本组成单元,其模型的合理与否影响着换流站高频干扰计算的准确度。为此在传统的噪声源基础上,以3脉动桥作为产生高频噪声的基本单元,提出了12脉动换流桥的分压模型。以PSCAD/EMTP为仿真工具,对换流器内部相关点的电压波形进行傅立叶分析,得到了其噪声频谱,通过相关点的噪声强度比较,证明了分压模型能正确地反映高频噪声在换流器内部的分布。以贵广工程为例,计算了采用不同模型时的交流侧高频噪声,通过与参考噪声的比较,表明分压模型计算结果相对传统模型计算结果更加准确。     

特高压直流换流站交流架空线载波噪声及抑制

为解决特高压直流输电换流器在正常运行时产生的电力线载波噪声对换流站交流架空进线载波通信的干扰问题,以向家坝-上海±800kV特高压直流输电工程为例,针对每极2组12脉动换流器串联的换流器,建立了换流阀噪声模型;以该模型为基础,计算了换流站交流进线上由换流器产生的电力线载波噪声的强度,同时计算了交流架空线对这种噪声的衰减能力;计算分析的结果建议,换流站交流进线无载波通信要求而对侧变电站采用载波通信时交流侧不安装PLC噪声滤波器,只需要在换流站交流进线两侧安装阻波器,就能使对侧变电站PLC噪声满足限值要求。此外,载波通信设计频率应注意避开个别超标频段。     

直流输电系统PLC噪声滤波器的设计

为了抑制直流输电系统中因换流阀导通和关断时电压突变在交直流线路上产生的大量电力线载波(PLC)噪声,并将其降到规定的限制标准,减少对PLC通信系统产生干扰,在PLC噪声滤波器设计中应用了电磁兼容(EMI)滤波器的设计原理。通过与EMI滤波器进行对比,得出PLC噪声滤波器的特点并根据噪声源和负载不同的阻抗特性,给出了4种适用的PLC噪声滤波器的网络拓扑,并详细说明了各种结构中主参数和调谐参数的确定方法。最后用Matlab/Simulink作为仿真平台,以贵广二回直流输电系统深圳换流站交流侧PLC噪声滤波器设计为例,证明所提出的设计方法是可行的。     

HVDC换流站可听噪声测试与分析

介绍了某HVDC换流站可听噪声的实测结果,分析了换流阀的噪声频谱分布,并提出了一些改进换流站噪声水平的建议。     

特高压直流换流站设备的降噪措施

为了有效抑制换流站可听噪声水平,在总结现有直流输电工程换流站设备噪声源的基础上,采用SOUNDPLAN软件模拟换流站噪声源,计算分析声场,提出了针对换流站从设备本体设计、抑制噪声传播等方面降噪的方法。同时针对特高压换流站噪声水平进行计算预测,比较特高压换流站采用不同降噪措施后的降噪水平,提出了特高压换流站的换流变压器等设备应采用屏蔽或box-in等措施以抑制噪声水平抑制在国家标准允许的范围内。     

±800 kV换流站阀厅与换流变压器采用一字形或面对面布置的噪声分析

换流站的噪声控制是发展特高压直流输电需要解决的关键技术之一。给出了±800 kV换流站附近居住区和换流站厂界噪声的建议限值;对换流站阀厅和换流变压器按一字形和面对面2种方式布置的换流站噪声分布进行了计算分析;对在换流变压器等主要声源附近加装声屏障和换流变压器加装隔音罩的降噪效果进行了分析。结果表明,±800 kV换流站的阀厅和换流变压器按面对面布置可有效改善站外噪声环境,采取一定降噪措施后,可使围墙外20m的声压级满足II类夜间标准要求(不超过50 dB(A))。     

兴仁换流站换流阀噪声对电力线载波系统的干扰

简要介绍了换流站换流阀的传导噪声的产生、传播方式以及对邻近的电力线载波通道的影响。结合贵广(Ⅰ)回直流系统及安顺换流站的载频噪声干扰的相关理论资料,对贵广(Ⅱ)回直流系统及兴仁换流站的载频噪声干扰进行了相应的研究和分析。为有效地降低或避免直流系统对载波通信电路的干扰,提出在兴仁换流站安装交流PLC滤波器,以及对相关载波通道频率进行调整的解决方案。     

高压直流换流站噪声综合治理

分析了换流变压器、平波电抗器、交流滤波器组和阀冷设备的噪声机理,并根据实测噪声频谱所显示的,肇庆换流站声源具有声级高、频带宽且低频段有峰值的特点,计算分析得出相应的治理方案指标：换流变压器的降噪量为15 dB（A计权,下同）;平波电抗器的降噪量为10 dB;交流滤波场加装隔声屏障的降噪量要达到8 dB以上。肇庆换流站噪声治理工程实施后,降噪效果明显,昼间噪声值不大于55 dB,夜间噪声值不大于45 dB。     

高压直流换流站换流系统宽频建模研究

高压直流(high voltage DC,HVDC)换流站电磁骚扰主要由阀体内的晶闸管在周期性的导通和关断过程中产生。该骚扰中的高频分量通过辐射和传导2种形式可能会对换流站内的通讯设备、保护与控制系统和载波系统以及换流站附近的无线电台站等产生影响,所以,建立换流系统的宽频等效电路模型对该骚扰进行计算和预测,研究其时频特性是进行干扰机理分析的前提条件。该文给出了HVDC换流站各主要设备的建模方法及其等效电路,包括阀组件、换流变压器、平波电抗器、滤波器等。其中,阀组件内各元件的阻抗通过网络分析仪测量,然后通过矢量匹配进行零极点提取,最后通过布隆法进行网络综合得到阀组件各器件的宽频等效电路。应用有限元方法计算了阀塔以及散热片的寄生电容参数。以阀塔作为整体,基于PSCAD/EMTDC建立了HVDC换流站换流系统宽频仿真模型。在此基础上,研究了传导电磁骚扰特性。计算结果和测量结果的比较,验证了该文建模方法的正确性。     

高压直流换流站载频噪声滤波器研究

在高压直流(HVDC)输电工程建设中,为了抑制高压直流换流站中的换流器在运行时对交直流输电线路出线产生的载波噪声干扰,有必要在线路中加装交直流载频噪声滤波器(PLC滤波器)。文章在分析了换流站噪声频谱和载波干扰限制值的前提下,扼要介绍了PLC滤波器工作原理,并结合贵广直流工程中肇庆换流站建设项目,阐述了实施的PLC滤波器设计内容,为今后直流国产化工程提供技术参考。     

HVDC地中直流对交流系统的影响及规律分析

直流输电系统在系统调试或故障情况下会处于单极大地回路运行方式,这时地中直流会对交流系统的正常运行带来不利影响。为此全面总结了我国龙政、天广、三广直流输电线路在调试与运行过程中对附近交流电网运行带来的噪声、谐波、振动等不利影响;通过贵广调试现场实验及对实测数据的详细分析,归纳得到变压器中性点直流、谐波、噪声等与入地直流之间的关系规律;通过建立理论模型,对于地中直流的分布特性进行了分析,并以春城变电站为例就中性点直流电流进行了计算。计算结果验证了所提理论模型和计算方法的有效性。     

±800 kV直流输电系统设计软件包的开发进展

介绍了由中国南方电网有限责任公司组织实施的“十一五”国家科技支撑计划重大项目“特高压输变电系统开发与示范”课题21“±800kV直流输电系统设计软件包的开发”的进展情况。概述了软件包中的主要软件模块及其功能,包括主回路参数计算模块、无功管理模块、交直流滤波器设计模块、直流输电系统损耗计算模块、直流输电系统可靠性计算模块、直流挟流站电磁干扰分析模块、交流侧和直流侧PLC噪声滤波器设计模块、直流输电系统可听噪声计算模块、直流输电系统外绝缘设计模块和直流输电系统绝缘配合模块。     

三沪直流工程PLC/RI滤波器型式研究

在高压直流系统中, 对电力载波和无线电通讯的干扰主要是换流器阀在触发期间阀电压的突变造成的干扰噪音, 产生的干扰通过2 种方式传播: 一是通过换流变压器传至开关场和输电线路; 二是偶极辐射。在三沪直流工程中, 根据换流站干扰水平计算结果采取的抑制措施为: 直流极线PLC/RI 滤波器采用1 组双调谐滤波器, 主要负责无线电的滤波; 直流中性母线采取1 台2 mH 串联电抗器和1 台7 nF 并联电容器, 取消了调谐装置; 交流侧按传统设计配置, 负责无线电和载波通讯的干扰滤波。此配置既满足了指标要求, 又节省了设备。     

基于时频谱的混合直流输电线路保护方法

随着输电系统容量的增加与多落点负荷的需求,输电线路不再仅仅是两端的传输,换流站也不仅仅是单一的类型,混合多端直流输电系统是一种必然的趋势。然而,现有的传统和柔性直流输电线路的保护方法不能直接应用在混合多端直流输电系统。针对混合多端直流输电系统特殊的结构和较高的速动性要求,文章提出一种基于单端时频谱暂态电气量的混合直流输电线路保护方法。首先,利用接地极电流与稳态电流相比较,根据电流变化量积分值方向构成选极元件,依据电流时频谱分量所占比重构成区内外识别的判据。最后参考某实际工程在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型进行理论验证。依据仿真结果,所提的保护方法可以准确识别区内外故障,选择故障极,具有耐受过渡电阻及噪声干扰的能力。     

高压直流换流站载频噪声滤波器

直流换流站载频噪声干扰,是由换流站交直流换流运行时换流阀开断的暂态过程引起的.该噪声干扰会沿换流站直流出线和交流出线方向传导,造成对PLC通信系统的干扰.安装交、直流PLC滤波器,就是为了抑制载频噪声以达到规定的限制标准.是否安装PLC滤波器,还应结合500,220 kV系统以及近远期电力系统通信发展规划综合考虑.     

柔性直流输电系统阻抗稳定性分析

采用基于ESAC(energy system analysis consortium)标准的阻抗分析方法分析了柔性直流输电系统(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)的阻抗特性和稳定性。首先建立了柔性直流输电系统的等效电路,进而通过其复频域等效电路分析了VSC-HVDC柔直系统的阻抗特性,并由ESAC标准的阻抗分析法提出了判断VSC-HVDC柔直系统稳定性的实用判据。然后在复频域中得到了柔直换流站在不同PI控制参数下的Nyquist曲线以确定柔直系统的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中进行了时域电磁暂态仿真,其稳定性结果与在复频域中的计算结果一致,进一步验证了所提出的稳定判据的正确性。     

柔性直流输电系统交流侧中高频谐振附加阻尼抑制措施

中国鲁西背靠背直流异步联网工程和渝鄂直流背靠背联网工程均发生过高频谐振现象,柔性直流输电系统的链路延时是导致高频谐振现象发生的关键因素.文中针对柔性直流输电系统的中高频谐振问题,基于谐波线性化方法建立了柔性直流输电系统从交流侧端口看过去的等效详细阻抗模型,并分析了模块化多电平换流器(MMC)阻抗在中高频段呈现负阻尼特性的原因.然后,对比分析了在电压前馈环节采用低通滤波器、带阻滤波器和非线性滤波器等控制方式对MMC阻抗特性的改善作用与谐波抑制效果,并提出3种附加阻尼控制器,分析了其对MMC阻抗特性的改善作用.最后,以鲁西背靠背直流异步联网工程广西侧模型为例,通过PSCAD电磁暂态仿真验证了详细阻抗模型的正确性和附加阻尼控制的有效性.     

A computer program for HVDC converter station RF noise calculations

HVDC converter station operations generate radio frequency (RF) electromagnetic (EM) noise which could interfere with adjacent communication and computer equipment, and carrier system operations. A generic Radio Frequency Computer Analysis Program (RAFCAP) for calculating the EM noise generated by valve ignition of a converter station has been developed as part of a larger project. The program calculates RF voltages, currents, complex power, ground level electric field strength and magnetic flux density in and around an HVDC converter station. The program requires the converter station network to be represented by frequency dependent impedance functions. Comparisons of calculated and measured values are given for an actual HVDC station to illustrate the validity of the program. RAFCAP is designed to be used by engineers for the purpose of calculating the RP noise produced by the igniting of HVDC converter valves