新东直流送端被动孤岛运行的逻辑判别优化

直流在孤岛运行方式下送端为弱交流系统,安全稳定控制对电网的稳定运行十分重要。分析了新东直流输电处于孤岛方式运行下的控制策略,结合新东直流安稳控制策略的验证,开展了RTDS仿真试验,并针对试验中暴露出的现有稳控系统对小孤岛状态判别的缺陷,深入分析了稳控系统中电厂稳控装置动作的原理,提出了优化的小孤岛判别方法,并验证了该方法的有效性。所提方法对于稳控系统测试标准化具有重要的借鉴意义。     

金中直流送端孤岛运行研究与实践

为了保障黄太双线同停检修期间滇西北地区电网的稳定性及减少梨园和阿海电厂的弃水量,开展金中直流送端孤岛运行方式研究与实践：研究金中直流孤岛运行的可行性,校验送端孤岛运行的稳定性,提出孤岛运行原则和要求,分析直流孤岛调试和实际运行情况,并提出孤岛运行异常事故处理建议。实际运行表明：金中直流孤岛运行期间孤岛系统平稳,各种运行工况下频率和电压均满足规程要求,现场一、二次设备未发现损坏和异常现象。金中直流成功实施孤岛运行,提高了滇西北地区电网的稳定性和金中直流的输电能力,孤岛运行15 d共减少送端电厂弃水量约6.9×108 kW·h,社会效益和经济效益显著。     

高压直流输电送端孤岛运行附加频率控制器设计

高压直流输电系统在孤岛运行方式下,由于缺少负荷的频率调节效应,交、直流系统的扰动极易造成送端系统频率的不稳定。采用TLS-ESPRIT算法辨识出某实际电网系统的传递函数,并根据根轨迹校正原则设计了一种直流系统附加频率控制器,利用直流输电系统功率的快速可控性,来稳定送端系统频率。同时,设计了传统比例积分控制器与所提控制器进行比较。在PSCAD/EMTDC中仿真结果表明,所设计的频率附加控制器可以有效地提高孤岛系统的频率稳定性。     

天广直流逆变侧直流电压测量偏低故障时直流系统响应特性仿真研究

近期天广直流多次发生因逆变侧直流电压测量偏低故障导致直流系统电压异常升高的事件。为了研究这一事件的产生机理,结合控制策略对天广直流系统电压异常升高的原因进行了详细分析,并通过大量RTDS仿真试验,研究了在不同故障程度、功率水平、运行方式下发生逆变侧直流电压测量偏低故障时直流系统的过压水平和控制保护响应特性。仿真结果表明,逆变侧直流电压测量偏低会造成直流系统过压,且直流系统在不同的故障程度、功率水平和运行方式下有不同的控制保护特性,特别是在大功率模式和降压运行方式下可降低直流过压水平。     

特高压直流送端孤岛系统频率稳定控制

特高压直流与大型水电机组配套电源采用送端孤岛运行方式,能有效消除由直流闭锁引起的潮流大范围转移、系统暂态功角失稳问题。但是,送端孤岛系统的频率稳定性是决定系统能否运行的关键因素之一。结合南方电网楚穗、普侨特高压直流孤岛的调试情况,研究了水电站与特高压直流送端孤岛系统超低频振荡的机理,提出了频率稳定控制策略;阐述了直流甩负荷导致部分机组调相运行的机理。机网协调控制RTDS试验平台的仿真结果以及特高压直流孤岛系统的现场调试结果表明了所提控制策略的有效性。     

电压测量偏差对直流输电系统影响仿真研究

在RTDS实时仿真系统上模拟再现了实际直流系统曾发生的电压测量偏差引起的直流闭锁故障,证实了直流现场电压异常波动问题为电压测量偏差所致。同时在进行大量仿真的基础上,分析总结了直流系统在不同负荷水平下发生直流电压不同类型测量偏差时的运行规律。     

高压直流输电系统孤岛运行调频策略

高压直流输电系统采用送端孤岛运行方式能够显著改善远距离送电系统稳定性和提升送电能力,其中孤岛系统的频率稳定性是决定能否孤岛运行的关键因素之一。结合前期天广、云广直流孤岛调试结果,阐明孤岛方式下优先利用直流系统频率限制器(frequency limitation control,FLC)平衡功率波动、放大机组一次调频死区作为后备措施、优先调整机组功率、利用FLC自动跟随的调频策略。针对孤岛方式下直流双极跳闸后出现的部分机组调相运行的现象,利用电力系统功率扰动的3阶段分配原理解释了产生原因,提出避免机组长时间调相运行的控制策略。现场试验结果验证了所提调频策略的有效性,为未来直流孤岛运行方式安排和控制措施的确定提供了依据。     

天广直流孤岛运行测试与分析

天广直流控制保护系统改造后,为验证天广直流能否平稳地由联网方式过渡至孤岛方式运行、孤岛运行时能否稳定地改变传输功率、能否承受较小的扰动以及能否平稳地由孤岛方式过渡至联网方式运行,需要进行孤岛试验.天广直流进入孤岛运行后,由整流站内工作人员调整天广直流输送功率,再改变孤岛内发电机组出力,最后由孤岛转入联网.从趋势曲线图中...     

直流输电系统孤岛运行交流滤波器设备能力评估方法

高压直流输电系统在孤岛运行方式下,若发生系统故障,交流系统频率会出现较大范围的变化,将增大交流滤波器元件的电流。通过对直流输电系统孤岛故障条件下频率变化的分析,研究了频率变化对交流滤波器元件额定电流的影响。基于单调谐滤波器的阻频特性,提出了多调谐滤波器频率波动条件下的定值计算方法。据此分析了交流系统条件和滤波器参数对设备定值随频率变化的影响,提出了在孤岛条件下交流滤波器设备能力的评估方法。通过与仿真结果的对比,验证了所提方法的有效性。     

云广特高压直流输电工程送端孤岛频率控制分析

直流工程用于远离主干网架的水电站或火电厂的电力送出时,送端交流系统形成相对独立的“孤岛”。利用实时数字仿真器和控制保护系统SIMATIC TDC,对云南-广东特高压直流工程孤岛运行方式下的直流频率控制功能进行了仿真分析。针对在仿真过程中发现的频率控制功能所存在的缺陷进行了分析,提出了改进措施,并通过仿真验证了改进措施的有效性。     

直流输电系统单极金属回线运行方式下线路接地故障及保护研究

单极金属回线方式是直流输电系统中最常见的接线方式之一.首先从理论上分析了直流输电系统单极金属回线运行方式下发生线路接地故障时各特征量的变化情况,并借助RTDS实时仿真系统进行了验证;接着以此为依据,以天广、高肇、兴安等由德国Siemens公司设计的直流保护系统为例,介绍了针对这一故障设置的相关保护;然后结合运行实例和仿真,分析了这些保护存在的缺陷如线路后备保护配合不当和无法快速、准确地检测金属回线线路故障等,最后还提出了一些改进建议,并讨论了各种方案的优缺点.这些分析研究,不但有助于提高直流输电系统的运行维护水平,而且对优化直流保护、提高直流输电系统运行的可靠性有很高的参考价值.     

直流输电系统接地极线路故障研究

天广、高肇和兴安等由德国Siemens公司设计的直流输电系统中为例,首先简介了所设置的接地极线路故障相关保护及运行实例,然后从理论上分析了单极大地运行方式下接地极线路发生接地故障和断线故障时各特征量的变化特点,并通过RTDS实时仿真系统进行了验证;接着根据这些特点,提出了可以准确判明故障类型的改进措施,确保准确检测接地极线路接地故障,并通过启动线路故障重启动功能,提高直流输电系统运行的可靠性.     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地板线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议.     

直流输电系统换相失败探讨

换相失败是高压直流输电系统逆变器最常见的故障之一,以天广直流输电系统为例,简介南方电网采用德国siemens直流输电技术的各直流输电系统中换相失败的检测、故障恢复及相关后备保护,并结合实例和RTDS实时仿真初步探讨了换相失败故障过程中低压限流功能可能带来的不良影响、交直流混联系统间的相互影响等问题,这不仅有助于直流输电系统运行维护工作,还为交直流混联系统的进一步研究提供了有益的参考.最后还比较了ABB直流输电换相失败相关技术,并提出了一些建议.     

混合直流输电系统送端交流暂态电压特性研究

对于大规模新能源特高压直流外送系统,受端电网故障可能导致送端电网电压剧烈变化,严重威胁送端电网的安全稳定运行,因此送端电网暂态电压是直流输电系统适应性的重要考虑因素。混合直流输电结合了常规直流和柔性直流的优势。针对大规模新能源混合直流外送应用场景,首先介绍了两端混合直流输电系统典型拓扑,建立了相应数学模型,阐述了基本控制结构。然后分析了当受端交流电网发生短路故障,采用不同直流输电拓扑方案时送端电网的交流暂态电压特性。最后在PSCAD/EMTDC搭建了不同混合直流输电系统仿真模型,验证了上述分析的有效性。     

基于RTDS和实际控制系统的±800 kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准确模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真,所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果;由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用,仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的"孤岛运行"方式参数的仿真分析进行了必要的说明,阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

HVDC中直流线路的互感机理及其对控制系统影响的研究

针对特高压直流输电工程中两极直流线路间的影响,应用线路间互感原理,对高压直流输电线路电磁耦合机理和扰动特征进行了深入的研究。从理论上计算了宾金直流输电工程两直流线路间存在较大的电磁耦合分量。通过RTDS建立的仿真模型,研究了一极线路故障时去游离时间长短、两极线路间距大小和一极电流升降速率大小对另一运行极控制系统的影响,结合现场实际线路故障的波形对宾金直流控制策略提出了优化方案。通过RTDS仿真验证了优化后的控制策略能在一极发生线路故障时对非故障极的影响降低到最小,有效地防止了双极闭锁,对于电网的可靠安全运行具有重大意义。     

基于RTDS和实际控制系统的±800kV直流输电系统仿真

电力系统仿真是研究电力系统特征和电力控制技术的主要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性。基于实时数字仿真器RTDS和南瑞继保自主研发制造的世界上首台±800kV直流控制保护样机搭建了±800kV直流输电系统的闭环仿真系统模型。由于能够在任何工况下准备模拟直流输电系统行为的仿真方法只有电磁暂态仿真，所建基于RTDS的仿真模型较之机电暂态仿真模型能够提供更深刻和准确的仿真结果；由于考虑了实际UHVDC控制与保护设备的控制作用，仿真将更能反映实际交直流系统的动态特性和更具备实际工程的参考价值。基于南方电网云广特高压直流输电系统的“孤岛运行”方式参数的仿真分析进行了必要的说明，阐明了所搭建的闭环特高压直流仿真系统可用于研究特高压直流控制保护技术和全面分析特高压直流输电系统的特征。     

牛从直流输电系统电压异常波动原因及影响分析

针对牛从直流输电系统极2直流线路电压出现的异常波动现象,本文根据直流电压控制策略、电压异常波形图、直流电压理论值计算、交直流功率对比等对导致电压异常波动的原因进行了分析, 介绍了检修处理情况以及电压异常波动对直流输电系统稳定运行可能造成的影响。     

Influence of starting voltage waveform on time sequence to restart DC transmission lines

Based on experiments and calculations, this paper describes the influence of the time constant of the dc starting voltage on the no‐voltage time required for successful restarting and the time required to complete the restarting. (1) The 300‐kV‐class dc tension insulator assembly tested in this study was composed of disk‐type insulator units used for ac transmission lines. The insulation recovery characteristics of the dc tension insulator assembly after dc arc extinctions of 400 and 4000 A were obtained for the switching impulse voltage and simulated dc starting voltage. The results show that both methods obtained the same minimum values for the required no‐voltage time. Thus, we verified this method's validity in calculating the minimum value of the no‐voltage time required for successful restarting based on the insulation recovery characteristics obtained by the switching impulse voltage. (2) Based on the insulation recovery characteristics obtained by the switching impulse voltage after arc extinction, we calculated the relationships between the required no‐voltage time and restarting completion time versus the time constant of the dc starting voltage. As the rising time constant of the dc starting voltage increased, the required no‐voltage time decreased and the restarting completion time increased. It was shown that reducing the rising time constant of the dc starting voltage was an effective measure to shorten the restarting completion time after the arc extinction. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(4): 63–70, 2000