背靠背直流输电技术及其在鲁西异步联网工程中的应用

背靠背直流输电技术可用于异步电网互联,文章介绍了背靠背直流输电系统的特点及世界上已投运的背靠背直流输电工程的情况。结合南方电网的首个背靠背直流工程——云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程(简称鲁西异步联网工程),介绍了常规直流与柔性直流组合的系统方案,包括单元接线方式、主要运行方式、主设备参数、换流站占地面积等,最后总结了鲁西异步联网工程的关键技术及创新点。     

最高电压最大容量柔性直流背靠背工程开工

<正>2015年6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程,即云南电网主网与南方电网主网异步联网工程正式开工建设。本刊讯2015年6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程,即云南电网主网与南方电网主网异步联网工程正式开工建设(以下简称"鲁西背靠背直流工程")。据悉,随着云南水电的大量开发,南方电网加快了西电东送实施步伐,东西交     

±350kV柔性直流系统穿墙套管设计选型

结合±350 kV云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程的系统特性,从系统对设备的适应性要求、参数配置、典型结构选型、监测装置、试验检验等方面提出了柔性直流系统用阀交流侧穿墙套管设计选型的关键技术原则。研究表明柔性直流工程用交直流穿墙套管设计时需要考虑系统拓扑及接地偏置引起的交直流电压叠加、多种运行方式变化造成的电压电流宽幅波动、套管安装位置对额定电流选取的影响等关键影响因素。分析了干式电容式或干式充气式两种典型穿墙套管结构形式,验证并提出套管用SF6压力监视表无需带温度补偿功能。研究成果已应用于云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程用交、直流穿墙套管的设计开发。     

云南电网与南方电网主网异步联网实施阶段的系统风险分析

云南电网与南方电网主网异步联网实施期间,系统稳定特性将会发生显著变化。异步联网实施期间云南电力送出断面需要断开不同的500 k V交流联络线,同时由于鲁西背靠背直流、永富直流工程投产时间的不确定性,不同的异步联网过渡方案将影响电力系统的安全稳定。为了降低系统运行风险,本文提出了异步联网工程实施阶段的过渡运行方式,分析了系统稳定特性的变化规律,重点研究了电力系统稳定控制的系统适应性、第三道防线的配置、鲁西背靠背和永富直流的工程调试等方面,为提高电力系统安全稳定水平提出了合理建议。     

云南电网和主网利用直流输电系统黑启动的策略研究

云南与主网异步联网后,启动溪洛渡直流和鲁西背靠背直流参与初期黑启动可加快电网恢复速度。通过对传统直流参与黑启动时的交流系统短路容量、转动惯量要求以及直流系统控制模式选择的研究,确定了传统直流参与交流系统黑启动的技术条件。同时,以柔性直流作为试点研究对象,开展基于模块化多电平换流器(MMC)的新型直流参与交流系统黑启动的启动策略研究,提出分组分时序的负载投入方法。利用PSCAD电磁暂态模型进行仿真,结果验证了理论分析的正确性。     

云南电网与南方电网主网异步联网系统方案研究

鲁西背靠背直流与观音岩直流工程是云南电网与南方电网主网异步联网的依托工程,分析了因两回直流逆变侧均为弱交流系统,且两回直流之间电气距离较近,存在交流故障导致直流不够稳定,以及无功小组容量偏小等问题。提出了加强交流系统、控制直流之间的电气距离、加装动态无功补偿装置、采用柔性直流与常规直流组合并利用柔性直流提供动态无功补偿等的综合解决方案,电磁暂态仿真证明了该综合方案的有效性。     

异步联网工程柔性直流换流站过电压与绝缘配合

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流异步联网换流站过电压与绝缘配合是工程设计的关键技术之一,其研究对换流站关键设备选型、设计、制造和试验具有重要的指导作用。文中依托云南电网与南方主网鲁西背靠背直流异步联网工程开展研究,考虑了系统不同稳态运行状态的组合以及异步交流系统的特点,提出了柔性直流换流站的避雷器布置方案,对系统典型工况进行了仿真计算,确定了各避雷器的最大应力,并最终确定了换流站各设备的绝缘水平。研究结果为工程设计提供了重要依据。     

云南异步联网后鲁西周边电网分析

2016年云南电网将与南方电网主网实现异步联网,鲁西背靠背是实现云南异步联网的关键工程,该工程实施后将对云南电网结构产生较大的影响。本文研究云南异步联网后,鲁西背靠背建设对周边电网的影响。在此基础上,提出了加强鲁西-罗平断面以及断开圭山-罗平间500/220 k V电磁环网的应对措施。     

超前研究抓好落实 积极备战异步联网

正2016年汛前,云南电网将通过±800千伏楚穗直流双极、±800千伏普侨直流双极、±500千伏牛从直流双回四极、±500千伏金中直流双极、±500千伏永富直流双极、鲁西背靠背直流实现与南方电网主网异步联网运行。异步联网是云南电网结构及运行特性方面的重大转变,将对云南电网运行产生深刻影响。为保证异步联网的顺利实施和异步联网后云南电网的安全稳定运行,云南电力调度控制中心在南网总调的指导下超前开展相关专题研究,明确了异步联网对     

世界最高电压最大容量柔直背靠背工程开工

<正>6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程——云南电网主网与南方电网主网异步联网工程(简称"鲁西背靠背直流工程")在云南省罗平县正式开工建设。随着云南水电的大量开发,南网加快了西电东送实施步伐。而东西交流电网送电距离越来越远,交直流混合运行电网结构日趋复杂,发生多回直流同时闭锁或相继闭锁故障的风险加大,对南网整     

模块化多电平换流器的主动谐波谐振抑制策略

联接云南电网与南方电网主网的鲁西背靠背直流异步联网工程异步联网工程投产初期,广西侧送出交流线路受故障影响仅剩一回,随后广西侧母线电压和输出电流中出现了频率为1 270 Hz的谐波分量,引起柔性直流单元换流变压器分接开关频繁动作,最终导致柔性直流单元跳闸。首先,从鲁西背靠背直流异步联网工程高频谐振事件入手,分析大容量模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)与交流系统的谐振机理;接着,给出了MMC谐波阻抗的计算方法,利用阻抗分析法分析了高频谐振的条件,并提出MMC的控制结构改进方法,有效抑制了其输出电流的高频谐波分量;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真对谐振事故现象进行了复现,证明了所提抑制策略可以实现对高频谐波谐振的有效抑制。     

柔性直流阀控系统环流抑制优化设计

以鲁西背靠背直流异步联网工程中的云南侧柔性直流阀控系统设计为例,分析了柔性直流阀控系统的功能特点,针对桥臂负序二倍频环流引起的功率损耗,提出了电容电压平衡的改进调制方法,并设计了环流抑制优化方案。云南侧柔性直流阀控系统实际应用结果验证了该设计的有效性和可靠性。     

南方电网鲁西背靠背直流异步联网工程控制保护系统设计方案

南方电网鲁西背靠背直流异步联网工程采用柔性直流和常规直流组合的背靠背输电方案。该方案中,两种类型的直流单元相互独立又彼此协调,对直流控制保护的功能和性能的设计提出了新的要求。分析了该组合方案的运行特点,结合以往工程的设计经验,提出了该工程直流控制保护系统的设计原则,并分析提出了控制保护系统的总体结构。结合仿真与试验结果,研究得到组合方案的有功功率和无功功率协调控制策略,详细阐述了各直流单元协调控制功能,为控制保护的研发、设计、制造、调试及运行维护等工作提供了重要参考。     

基于RTDS的云南电网与南方电网主网异步联网运行控制特性分析

云南电网与南方电网主网异步联网后电网结构与特性将发生重大变化,频率问题将成为电网运行的主要风险。基于南方电网交直流并联实时仿真平台,搭建了云南电网和南方电网主网异步联网运行方式下的交直流仿真系统。考虑机组一次调频、直流频率限制控制器、安全稳定控制等频率控制手段,对异步联网后系统大扰动下云南电网的频率响应及直流控制响应进行了全面的仿真分析。通过与现场验证试验对比,优化机组调速系统与水轮机模型,提高了仿真系统对南方电网异步联网运行控制特性模拟的精度,为推进云南电网和南方电网主网异步联网工程提供了技术支持。     

小水电富集电网的柔性直流异步联网方案研究

多特性小水电群大规模接入消纳是我国电网发展过程中亟待解决的问题。云南西部大规模小水电群集中送出地区存在弱阻尼区间振荡模式,是制约该地区电力送出的主要因素。为避免大规模小水电群引发全网的弱阻尼振荡,可通过柔性直流输电系统将小水电富集电网和主网进行异步联网,使参与因子最大的机群与主网机群形成电气隔离。以云南电网为背景,从经济性和降低直流系统故障概率的角度,设计了柔性直流背靠背异步联网方案;从优化小水电富集电网潮流分布的角度,设计了多端柔性直流异步联网方案。比较了2种方案对电网小扰动稳定性和小水电富集电网送出能力的提升效果。仿真结果表明:2种方案均可增强云南电网的小扰动稳定性,并有效提升小水电富集电网的送出能力。     

世界最高电压最大容量柔性直流输电工程建成投运

正8月29日,世界电压等级最高、输电容量最大的柔性直流输电工程——"鲁西背靠背直流工程"柔性直流单元建成投运,标志着该工程整体投运。"鲁西背靠背直流工程"是南方电网公司重点工程,工程位于云南罗平县,是目前世界上首次采用柔性直流与常规直流组合模式的背靠背工程。通过该工程的建设,不仅增强南方电网主网架整体安全稳定性,提高云南电网外送能力,还为两广地区提供清洁、廉价的绿色电力,带动我国     

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.     

中国柔直输电技术再登新台阶

<正>6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程——云南电网主网与南方电网主网异步联网工程开工建设。该工程在世界上尚无成熟的工程建设经验可借鉴,诸多技术难题亟待攻克。因此,建设该工程将提升我国在柔性直流输电领域的技术水平,引领世界直流输电领域的发展方     

电网电压前馈对柔性直流输电在弱电网下的稳定性影响

以中国南方电网鲁西背靠背异步联网的柔性直流输电工程为背景,介绍了2017年4月10日在鲁西站广西侧发生高频谐波谐振的事件情况,对事件中谐波放大机制及其影响的关键环节进行了详细分析和仿真验证,得到了高频谐波谐振现象与柔性直流电网电压前馈控制采样环节、系统谐波阻抗之间的关系,推导了电压前馈控制参数、系统谐波阻抗与高频谐波谐振频率幅值之间的公式,并提出了在电压前馈环节合理设计滤波器来解决高频谐波谐振问题的措施,经仿真验证和现场实施验证了所提解决方案的有效性。     

异步联网工程柔性直流测量异常导致功率反转机理分析和优化策略研究

云南电网与南网主网直流背靠背异步联网工程中采用了柔性直流输电技术,针对异步联网工程柔性直流因直流电压测量异常导致功率反转的问题进行了分析。在现有异步联网工程柔性直流输电系统控制器结构的基础上,通过理论分析得到了发生功率反转时测量偏差系数的临界值和功率反转期间直流电压的真实值计算方法;提出了逆变侧只采用定有功功率控制且选取整流侧和逆变侧计算的有功功率较大者作为控制器功率测量值输入的优化策略。通过异步联网工程柔性直流的EMTDC仿真模型,验证了所提优化策略的有效性和可行性。