基于容性能量转移原理的高压大容量DC/DC变换器

随着基于电压源型换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术的快速发展,十几年间世界范围内已建成数十个各种不同电压等级的VSC-HVDC工程。根据交流电网的发展历史,未来构建大规模直流电网是必然趋势。然而直流电网必须采用DC/DC变换器来充当直流变压器的角色,因此高效率、低成本的高压大容量DC/DC变换器是直流电网技术中亟待攻克的关键基础性课题。该文针对不同电压等级直流输电线路互联的技术需求,对经典低压DC/DC拓扑进行改造,推演出一系列基于容性能量转移原理的高压大容量DC/DC变换器拓扑,并揭示此类拓扑的演化规律和换流原理。相比传统变换器方案,该拓扑可降低器件数量,提升拓扑转换效率以及减小变换器体积重量。最后,通过仿真和实验验证基于容性能量转移原理的DC/DC变换器的可行性。     

苏州中压直流配电工程设计方案及仿真验证

随着中压柔性配电技术的发展,基于电力电子技术的柔性直流配电网在相位和频率同步、灵活控制、线损等方面较交流配电网有着一定的优势,但在技术的成熟性、稳定性以及成本等方面还存在不足.针对苏州中低压直流配用电系统示范工程的中压直流配电网网架,在传统环型与辐射型结构的基础上,通过技术经济比较采用基于单母线分段"双端环型"网架结构...     

柔性直流输电技术的工程应用和发展展望

柔性直流输电技术作为新一代的直流输电技术,具有有功无功独立控制、响应快速灵活、扩展性强等突出优点,广泛应用于风电送出、电网互联、无源网络供电和远距离大容量输电等场景。在中国新型电力系统建设的背景下,针对新能源送出和多直流馈入电网安全稳定提升等重大需求,柔性直流输电技术优势将进一步凸显。文中对柔性直流输电技术的发展现状和趋势进行梳理,以多个代表性的柔性直流输电工程为例,系统地阐述了中国柔性直流输电技术的工程实践经验,重点介绍了柔性直流输电技术在新能源送出、电网互联和远距离大容量输电的典型应用及工程运行情况。最后,文中分析了新型电力系统下柔性直流输电技术的发展前景并指出所面临的挑战,为柔性直流输电技术的发展与应用提供参考。     

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。     

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。     

基于柔性直流配电网的城市能源互联网

为推动城市能源互联网的发展,满足城市能源变革的新需求,首先提出了构建基于柔性直流配电网的城市能源互联网;接着,对城市能源互联网物理基础层的核心网络——柔性直流配电网进行了关键技术分析,建立了包含规划设计、关键设备研制、运行控制、故障保护等多端柔性直流配网的成套技术体系,为推进柔性直流配电网的规划建设提供了强有力的技术保障;最后,开展了柔性直流配电网示范工程的设计及分析,提出了工程总体建设方案,并成功投运世界容量最大、电压等级最多的珠海唐家湾三端柔性直流配电网工程,为推进柔性直流配电技术在中国落地、运行奠定了坚实基础,为城市能源互联网的发展以及建设国际化能源变革城市提供支撑。     

海上柔性直流输电工程直流电压等级确定方法

随着海上风电机组大型化以及投资规模的不断扩大和建设成本逐渐下降,近海风电资源日趋紧张,基于柔性直流输电技术的大规模、远距离海上风电送出工程得到了较大的应用。在海上风电柔性直流输电工程中,直流电压等级是体现输送能力的重要技术参数。文中基于IGBT器件的稳态和暂态通流能力以及直流海缆载流量限制要求,提出了一种海上风电柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法。并在此基础上,以某900 MW海上风电柔性直流输电工程为例,给出了工程案例的直流电压等级确定流程。所提出的海上风电柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法,有利于降低工程建设成本并推进中国远海风电大规模集约开发与并网技术的发展。     

匹配不同场景需求的柔性直流应用型式选择

柔性直流输电技术近年来在国际和国内电网得到广泛发展和应用,新型技术层出不穷。在总结国内外柔性直流输电的典型工程及技术应用现状的基础上,梳理了国内电网柔性直流接入场景和技术需求,结合不同型式柔性直流的性能特点,提出了匹配不同场景需求的柔性直流应用型式选择方法;结合电网实际,指出了应用柔性直流输电技术时需关注的新问题。为电网规划阶段合理选择柔性直流应用场景,以及该场景下柔性直流合理应用型式选择提供了有效的解决方案。     

基于低压柔直的末端电网能源互联与能量微循环系统

“双碳”目标下大规模分布式光伏和电动汽车充电桩等零碳、低碳要素接入低压配电网,对末端电网可靠、稳定、经济运行提出了挑战。文中基于低压直流技术实现配电变压器台区间柔性互联与功率灵活互济,构建末端电网在新型电力系统下的新形态,通过能量微循环解决当前末端电网的一系列问题。首先,对低压柔性直流互联的一次拓扑结构、二次组网方式进行了介绍,以满足不同低压配电网资源禀赋情况与差异化需求。然后,对末端能源微循环的若干功能形态进行阐述,以实现不同台区间均载、故障快速转供的运行目标。最后,对中国目前开展的工程情况进行了总结,并详细介绍了中国首套低压柔性互联与能量微循环工程,工程运行情况验证了该系统可有效提升末端电网运行的可靠性与经济性。     

柔性直流输电技术：应用、进步与期望

柔性直流输电技术是构建灵活、坚强、高效电网和充分利用可再生能源的有效途径,代表着直流输电的未来发展方向,已成为新一代智能电网的关键技术之一。概述了国内外柔性直流输电工程的现状以及柔性直流输电技术在交流电网的异步互联、风电场并网、海上平台供电和城市负荷中心供电等领域的应用情况;重点介绍了世界第一个多端柔性直流输电工程———南澳多端柔性直流输电示范工程的研发情况,尤其是其技术难点;指出了直流输电混合化,高电压大容量化,直流输电网络化和直流配电网等未来柔性直流输电技术发展的主要方向;提出了柔性直流输电系统亟待解决的关键问题,诸如具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构,高压直流断路器技术和直流电网运行的基础理论及控制保护技术。     

云广±800kV直流输电工程调试中过电压测试技术分析

云南至广东±800 kV直流输电工程是世界上首个特高压直流输电工程,对该工程调试过程中的交直流侧滤波器、交流侧换流变压器过电压测试技术和调试经验进行总结,从调试项目的设置、调试方法和验收标准等方面,对该工程与±500 kV直流输电工程在站调试和系统调试中的过电压测试技术进行分析比较,指出调试中应注意的问题,提出进一步优...     

三峡－上海直流输电工程控制保护功能的完善

简述了三峡至上海直流输电工程的系统调试过程,分析了宜都站直流场大地/金属转换开关的保护功能,并提出了修改建议;研究了其直流线路保护、极母线差动保护和中性母线差动保护,给出了直流线路人工短路接地故障试验结论;分析了换流站辅助电源丢失试验结果,分析了试验过程中双极中性母线差动保护误动的原因,提出了改进措施并付诸实施。以上几个技术问题的解决,完善了该工程的控制保护功能,保证了该工程的顺利投运。     

西北-华中联网背靠背直流极区的接地保护设计

介绍了背靠背工程直流系统保护的配置并依据工程功能规范书的设计原则和要求,结合背靠背工程的具 体设备和特点仿真研究了直流极区内接地故障,提出以保护区接地保护为主保护、背靠背差动保护为后备保护的 配置方案,详细说明了保护采用的原理、故障策略以及保护间的配合要求,并通过实时数字仿真测试,为直流系统 保护设备的制造和控制保护系统调试提供了重要和必要的依据。     

光伏发电直流接入与消纳的方案设计和工程实践

随着柔性直流技术的发展，配电网领域源-网-荷的构建方式更加丰富，可实现集中式光伏直流并网、数据中心直流供电等新型电网模式。依托张北交直流配电网及柔性变电站示范工程，介绍光伏发电站直流并网方案以及工程实施途径，同时，设计了数据中心直流供电的接线方式，计算了供电可靠性。在此基础上，对比直流配电网和传统交流配电网，从电能传输效率、供电可靠性、电能质量等方面体现了直流配电网的优势。示范工程实现了光伏发电直流接入与消纳，设计成果和实践经验可为同类工程提供参考。     

民用低压直流供电系统电压等级和接地方式研究

电动汽车充电、分布式发电和储能在民用领域具有广阔的推广应用前景,而低压直流系统可以提供更加高效灵活的接入条件,近些年受到广泛关注。由于低压直流供电技术在民用领域的应用经验还比较缺乏,针对电压等级、接地方式和主接线形式等,还未形成比较统一的意见。围绕安全性和经济性这2个核心要素,在总结直流建筑示范项目工程实践经验的基础上,提出触电危险分级标准,用于对供电系统的电击防护性能进行对比,并利用供电负荷距和单位负荷距线缆成本开展经济性评价;在此基础上,以民用建筑为例,梳理了系统方案之间相互影响的关系,介绍了计算方法和选择步骤,给出了电压等级、接地方式和主接线形式的设计建议;最后,针对IT接地系统特点,分析了触电危险隐患及其产生的条件,提出通过工作接地电阻的合理设计,借助剩余电流保护和绝缘监测2种措施的配合,提高IT接地系统电击防护性能,并给出了设计方法。     

宁东—山东±660kV直流输电示范工程二次系统实时仿真试验及关键问题对策

宁东—山东±660 kV直流输电示范工程是我国第1条660 kV电压等级的直流输电工程。该工程的成套设计由我国自主独立完成,是直流工程国产化的典范。为对其直流控制保护设备的整体功能及性能进行检验,并进一步校核成套设计成果的正确性,专门开展了二次系统实时仿真试验工作。对试验的整体情况进行了介绍,重点对试验中发现的关键技术问题及其解决策略、验证结果进行了阐述。二次系统实时仿真试验为宁东工程的现场调试工作和顺利投产奠定了坚实的基础。     

同塔双回直流输电工程同址换流站交流滤波器设计关键问题研究

同塔双回、换流站同址的直流输电工程具有同塔双回直流独立运行、换流站同址合建、共用交流场的特点,其灵活、多样的运行方式对滤波器设计提出更高的要求。本文按照滤波器设计的流程详细分析了同塔双回、换流站同址时影响滤波器设计的关键问题,分别针对直流运行方式、双回直流谐波电流计算、谐波阻抗分区、滤波器选型和参数选择、滤波器策略进行分析并提出相应的解决方案。算例计算结果表明,本文提出的解决方案,可以用于同塔双回、换流站同址的直流输电工程交流滤波器设计。     

舟山多端柔性直流输电工程的海缆选型及防护探讨

舟山多端柔性直流输电示范工程是世界首个五端柔性直流工程,在工程设计中存在着电缆选型复杂、与其他管线的交越、敷设保护等与常规直流输电工程不同的技术问题。以本工程定海一岱山段为例,通过详细分析、计算,提出了相关技术原则和方案,并获得工程应用。     

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电压保护定值,换流器误闭锁.针对存在的问题,分别从硬件和软件2个方面提出了改进措施并加以验证,有效地解决了直流分压器二次故障引起电压测量异常以致闭锁换流器的问题,为柔直电网中直流分压器的设计和选型提供了参考.