特高压多端混合直流输电系统的控制策略研究

以乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程为背景,针对混合多端直流运行方式复杂、可靠性要求高的特点,研究了特高压混合多端直流输电系统的控制策略,提出了适用于特高压混合多端直流输电系统的控制模式以及启动/停运方案,实现了混合直流的外特性匹配、两端/三端启动/停运,以及第三端在线投入/退出;同时,提出了各端稳态控制策略和多端协调控制策略,可适应混合多端直流输电系统复杂的运行方式。最后,基于PSCAD/EMTDC的数字仿真结果验证了所述控制策略的有效性,可以保证特高压混合多端直流输电系统可靠稳定运行。     

适用于特高压多端混合直流输电系统的稳态电压控制方法

特高压多端混合直流输电系统稳态运行时,定直流电压站的控制目标是维持首端整流站的端口电压为设定值.当首端整流站不是定直流电压站时,则需考虑线路压降带来的影响,而此时传统的电压偏差控制和下垂控制无法实现对电压和功率的无差控制.因此基于主从控制思想,提出了一种适用于特高压多端混合直流输电系统的稳态电压控制方法.基于当前直流系...     

特高压多端混合直流输电实时数字仿真系统

介绍了以电网换相换流器(LCC)与模块化多电平换流器(MMC)组成的特高压(UHV)多端混合直流输电系统,并搭建了基于实时数字仿真(RTDS)与物理控制保护装置的闭环试验系统。仿真系统为三端混合直流输电系统,其中送端为常规直流站,其他两端为柔性直流站,三站均为双极四阀组,每个极由双阀组串联组成。柔直阀组仿真采用RTDS的GTFPGA UNIT,子模块为全桥拓扑结构。应用该闭环测试系统进行了多端直流输电系统的解闭锁以及阀组投退的试验,为实际工程的开展提供了十分重要的数据支持。     

多端柔性直流输电系统直流电压混合控制策略

多端柔性直流输电系统的直流电压协调控制主要有直流电压偏差法和直流电压斜率法。直流电压偏差法在控制模式切换时存在较大的直流电压波动,而直流电压斜率法的有功潮流不能精确控制。针对现有方法的缺陷,提出一种直流电压混合控制策略,设计4阶混合控制器结构,阐述混合控制器配置原则和降阶变结构方法,最后搭建典型的三端柔性直流输电系统进行了仿真验证,证明了直流电压混合控制策略的直流电压接管更加平稳,并可以实现有功潮流的精确控制。     

特高压多端混合直流输电系统控制策略分析

多端混合直流输电技术现如今已经成为区域能源互联的重要技术,昆柳龙直流输电工程的投建标志着我国多端混合直流输电技术进入新的发展期.多端直流输电技术在保证大容量输电的同时,其运行模式更为灵活,因此,针对昆柳龙直流工程专题展开多端直流输电技术控制策略研究,既能保证工程顺利进展,也能为后续发展提供借鉴.在详细对比分析主从控制、...     

特高压直流输电多端馈入方式稳态特性研究

随着传统高压直流输电容量的不断增大,受端系统电压支撑能力限制特高压直流应用的问题变得越来越突出.在分析特高压单端馈入存在的局限性的基础上,提出多端单层馈入和多端分层馈入2种方式.根据节点阻抗矩阵推导出不同馈入方式下的受端系统短路比,并进行对比分析.以向上和德宝直流工程为算例,比较不同馈入方式下的受端系统短路比及功率传输特性曲线,验证多端馈入的优势.从直流联网、系统扩建等方面给出了各种馈入方式的优缺点.最后对未来的特高压直流输电接入方式给出合理建议.     

特高压混合级联多端直流输电系统的协调控制策略研究

逆变侧采用电网换相换流器(LCC)和模块化多电平换流器(MMC)串联组成的特高压混合级联多端直流输电系统,为特高压直流输电提供了一种更为经济、灵活、快捷的输电方式。基于现有直流电网的协调控制策略,文中对受端MMC阀组之间的协调控制策略进行了深入的分析研究,并考虑了5种协调控制策略。然后,在PSCAD/EMTDC中,对上述5种策略遭受不同故障的响应特性分别进行仿真,故障包括送端交流故障、直流线路故障、受端LCC交流故障、受端MMC1交流故障及MMC1紧急闭锁退出。最后,基于仿真结果,对上述5种协调控制策略的适用性进行了对比分析。仿真结果表明:策略1和策略3遭受各种故障均能有效穿越;策略2、策略4和策略5在遭受直流线路故障时均发生不同程度的功率倒转,需要采取措施抑制。     

适用于混合多端直流输电系统的非线性下垂控制策略

针对混合多端直流输电系统功率协调控制问题,提出了一种非线性下垂控制策略。该策略考虑了各换流站的电流裕度,由多个换流站共同维持直流电压的稳定,使电流裕度大的换流站承担较大的功率变化量,电流裕度小的换流站承担较小的功率变化量,避免出现部分换流站满载而失去对功率变化响应能力的情况。该控制策略可以协调分配各换流站有功功率,有效降低各换流站直流电压的静态偏差,且提高了系统的响应速度。用根轨迹法对所提控制策略进行了稳定性分析。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

特高压级联混合直流输电及其控制策略研究

远距离大容量输电常采用直流输电方式,但以晶闸管构成的LCC换流器容易发生换相失败。而以全控器件构成的模块化多电平换流器(MMC),虽然具有控制灵活、不会发生换相失败的优点,但柔性直流输电的成本远远超过常规直流。混合直流可以结合常规直流和柔性直流两者的优点,为远距离、大容量输电提供一种全新的模式。研究了特高压混合直流的拓扑方式,提出了特高压级联混合直流的控制策略及应对直流换相失败的控制策略,并用仿真模型进行了验证。     

特高压多端混合直流输电系统阀组故障退出控制方法

采用双阀组串联结构的特高压直流输电系统,阀组故障将会对系统产生极大的影响,单一阀组故障后希望将故障影响控制在最小、保证系统的可持续运行、提升整体运行时间,控制系统必须快速反应,切除故障阀组,避免影响正常运行阀组.特高压常规直流工程中的阀组故障退出策略已经在各工程中广泛应用,但特高压柔性直流输电系统及特高压混合直流输电系...     

VSC的多端直流输电系统的控制策略

采用电压源换流器(VSC)的新型直流输电技术有两端和多端系统,在目前的电力运输中具有广泛应用,如在分布式发电及中/低电压输配电等方面均有已用。本文通过介绍采用以直流电压-有功功率为调节特点的多端直流输电系统的控制手段来提高系统运行的可靠性。再通过实验分析该方法的可行性,与单点直流电压的控制手段进行比较发现,可显著提高直流电压的质量和换流器的利用效率等。     

多端柔性直流输电系统的启动控制策略

为了平稳快速地启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(MMC-MTDC),提出了一种启动控制策略。首先,为了最大限度地降低启动过程中直流电压的跌落,给出了一种直流侧预充电的有序解锁方案。其次,从充电等值电路的二阶RLC回路出发,推导出了限流电阻选取的表达式。随后,考虑交流系统的强弱情况,推导出了交流电压跌落比与系统短路比之间的关系,并给出了相应的启动控制策略。最后,在时域仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了5端系统进行仿真。结果表明:直流侧预充电的有序解锁方案能够最大限度地降低解锁过程中直流电压的跌落;以电压跌落0.1倍额定值为界限,当交流系统短路比(SCR)3.5时,此系统连接的换流站适合交流侧预充电启动,否则,应采用直流侧预充电启动。     

多端柔性直流输电系统滑模电流控制策略

针对多端柔性直流输电系统(voltage source converter multi-terminal DC,VSC-MTDC)具有强非线性和不确定性的特点,提出了一种新型基于指数趋近律的滑模电流控制策略。直流输电系统换流站采用直接电流控制时的内环电流PI控制环节用滑模电流控制代替,与传统双闭环PI控制相比减少了一个内环PI控制环节,简化了系统的参数调节过程。在旋转坐标系下构造了以内环d轴电流、q轴电流误差为滑模面的滑模变结构控制器,并结合李雅普诺夫函数对控制系统的全局稳定性进行了分析,实现了在换流站因故障退出运行时,系统能保证功率的快速调节,在交流系统等效阻抗发生变化时,系统仍能维持直流电压的稳定。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了大规模海上风电场多端直流输电系统模型,将所提控制策略与传统PI控制策略进行了对比,仿真结果表明所提控制策略具有良好的动态性能和稳态性能。     

特高压直流输电系统无功控制策略研究

介绍特高压直流输电系统中无功控制的滤波器的配置策略、滤波器投切顺序控制、滤波器限电流控制、无功控制和电压控制、滤波器无功控制及无功定置自适应控制、谐波性能控制、分离母线无功控制、CSD控制、无功和电压测量异常处理,零功率试验时无功控制处理,GammaKick控制,并进行必要的分析,提出了有利于现场运行的有效建议。     

多端直流输电系统主回路稳态参数计算

基于两端直流输电技术的多端直流输电系统(multiterminal HVDC,MTDC)通过连接多个送端与多个受端,增大了单回直流线路的输送容量,在技术性和经济性上都具有很强的竞争力。主回路稳态参数计算是其系统设计的基础和重要环节。为此,首先分析了计算时需要考虑到的限制条件和直流系统运行方式。在此基础上,具体描述了主回路稳态参数计算的过程,并将其分为3个主要步骤:设定系统参数、稳态参数计算和无功校验。同时详细分析了每个步骤的计算方法。最后通过设计一个四端直流输电系统示例,验证了主回路稳态参数计算的有效性。     

特高压多端混合直流输电系统线路故障重启功能及策略分析

分析以晶闸管为换流元件的常规LCC整流站和以功率模块为换流元件的VSC逆变站所组成的混合三端特高压直流系统发生线路故障时的重启功能及策略,并通过RTDS系统进行模拟仿真,验证直流线路故障后自清除策略的有效性,对其他多端混合直流输电系统线路故障后的策略选择具有较好的参考意义。     

混合多端直流输电系统附加控制器设计

针对包含混合多端直流的交直流互联系统区间低频振荡现象,提出一种基于射影控制原理的控制器降阶设计方法。搭建混合三端直流输电系统,确定控制策略,利用总体最小二乘-旋转不变技术辨识出系统开环模型。得出系统状态反馈增益矩阵,保留闭环系统主导特征值,基于射影控制原理设计低阶输出反馈控制器,并基于线性矩阵不等式设计 阻尼控制器进行比较。测试系统的特征值分析和时域仿真结果表明：射影控制器不仅阶数低,而且具有更好的阻尼特性和鲁棒性。     

基于VSC的多端直流输电系统的控制策略

在换流器控制器设计中,采用基于输入输出反馈线性化策略的双闭环控制器结构和直流电压前馈补偿环节,既实现有功和无功的解耦控制,又改善了换流器交流侧的输出电压和电流波形.在多端系统稳定控制中,提出了多点直流电压控制策略,它提高了多端系统的功率平衡能力和运行的可靠性与经济性.文章对1个5端的电压源型直流输电( voltages...     

多端柔性直流输电系统新型直流电压控制策略

随着电压源型换流器的发展,多端柔性直流输电技术受到了越来越多的关注。提出一种适用于多端柔性直流输电系统的新型直流电压控制策略。该策略通过在直流电压斜率控制中引入一个公共直流参考电压,作为多点直流电压控制换流站的电压反馈控制信号。最后,在PSCAD/EMTDC中建立基于模块化多电平换流器的4端柔性直流输电仿真模型,对所提出直流电压控制策略的特性进行稳态和暂态仿真验证。仿真结果表明：利用所提出的直流电压控制策略,多端柔性直流输电系统能够稳定、可靠地运行。