HVDC系统中低成本串联混合型直流有源滤波器

针对已有串联结构有源滤波器(active DC filter,ADF)的不足,分析了HVDC系统中直流ADF基本原理后,提出了一种低成本的结合有、无源滤波方案,保证滤波器有源模块不承受直流电压,不流过直流电流,有效降低ADF装置容量的串联混合型结构;从传递函数角度建立ADF系统数学模型,将消谐控制方法用于ADF,分析其补偿原理;初步分析ADF设备与无源滤波PF设备的配合使用情况,以进一步减小有源滤波装置容量。仿真和实验结果验证该方案的有效性。     

新型换流变压器配套滤波装置的优化设计

传统的高压直流输电(high voltage direct current，HVDC)系统一般在换流站交流网侧布置滤波兼无功补偿装置，谐波与无功功率通过换流变压器回馈网侧时会对变压器产生不良的影响。作者基于自耦补偿与谐波屏蔽的换流变压器，针对某实际的HVDC模拟系统，提出了与该变压器配套的滤波装置的接线方案，并将外罚函数法和遗传算法相结合，对上述滤波装置进行优化设计，建立了以初期投资最小为优化目标、满足系统无功需求的滤波器优化配置的数学模型。算例计算和仿真结果表明了上述优化模型及其滤波方式的正确性和有效性。     

基于近似逆系统设计方法的直流有源滤波器

谐波治理是高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)系统的关键技术之一。本文分析了应用在HVDC直流侧的直流有源滤波器工作原理,提出了近似逆系统的控制策略。并在PSCAD／EMTDC软件平台和实际装置中进行了实践。仿真和实验样机验证了逆系统控制的可行性和有效性。控制系统稳定,滤波效果优良。     

基于近似逆系统设计方法的直流有源滤波器

谐波治理是高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)系统的关键技术之一。本文分析了应用在HVDC直流侧的直流有源滤波器工作原理,提出了近似逆系统的控制策略。并在PSCAD／EMTDC软件平台和实际装置中进行了实践。仿真和实验样机验证了逆系统控制的可行性和有效性。控制系统稳定,滤波效果优良。     

瑞典与丹麦间的海底高压直流新线路

瑞典与丹麦之间将新建一条Konti-Shan的海底高压直流(HVDC)电缆线路,Alstom获得了承建合同。该线路将替代现有的20世纪60年代建成的汞弧型275 MW HVDC 连线,采用最新的晶闸管技术,使输送功率增加到380 MW。Alstom将承担两端换流站的设计、施工和设备供应,包括换流变压器、控制系统、晶闸管阀、直流滤波电抗器、开关装置、谐波滤波器和电容器组。瑞典与丹麦间的海底高压直流新线路     

高压直流输电系统直流滤波器的设计

直流滤波器是抑制高压直流输电(HVDC)直流侧谐波的最有效、最典型且应用最广泛的设施,其设计的优劣既牵涉到HVDC系统的运行性能和安全稳定性,又关系到整个系统总投资的高低。为深入研究直流滤波器的设计,首先总结了现有HVDC工程直流滤波器的配置现状,在分析直流滤波器电路结构和阻抗-频率特性的基础上,忽略电阻的影响,根据调谐点滤波器阻抗Z=0,推导了双调谐滤波器和三调谐滤波器设计的精确公式,提出了详细的参数设计方法,而公式有多组解,选取最大的串联谐振频率rω1那一组解,此时滤波器阻抗-频率特性在谐振点附近的曲线比较平坦,滤波效果最好。然后以HVDC实际工程直流滤波器参数进行验证,结果表明所提出的公式完全正确,可为直流滤波器的参数设计提供工程指导。最后以满足等效干扰电流为基本要求,对某HVDC工程的直流滤波器进行了实例设计。     

轻型直流输电适用于风电场的电力传输新技术

阐述了轻型直流输电(HVDC Light)基本原理和特点,以及在风电场并网运行中的应用。分析了HVDC Light的拓扑结构,在此基础上建立了HVDC Light系统的暂态数学模型,推导了VSC控制量与被控量之间的对应关系,并据此设计了非线性解耦控制器,实现输送有功、无功功率的解耦控制。最后通过Simulink仿真模型的建立和对直流短路故障的分析,验证了所建立的仿真模型以及控制方式的正确性和合理性,为进一步研究HVDC Light在风电场电力传输中的应用奠定了基础。     

稳态强磁场电源直流有源滤波技术方案的分析

为了满足强磁场装置电源供电极低的电流纹波要求,设计了一种直流有源滤波器。分析比较了目前国际上现有的强磁场装置电源所需的直流有源滤波器,对稳态强磁场电源采用利用并联有源滤波技术的滤波方案并给出了系统结构并对其工作原理进行了说明,论述了该系统的设计方法。根据其实际负载特性,通过检测负载端纹波电压,进而控制有源滤波器产生所需电流;通过对负载侧的滤波电容进行充、放电来调整负载端电压,实现负载电流的低纹波。基于传递函数建立该系统的数学模型并对控制系统进行详细的分析表明,该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。仿真及实验结果验证了该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显,为以后强磁场电源有源滤波装置提供了理论和设计依据。     

高压直流输电直流滤波系统综合优化设计

换流站直流滤波装置的设计关系到高压直流输电系统的安全与经济性。该文将同样具有滤波作用的平波电抗器、直流滤波器和中性点电容器作为一个整体，对这个直流滤波系统实施综合优化设计。提出了以直流滤波系统总投资费用最小和年运行费用最低为目标、等效干扰电流满足直流工程限值要求为约束条件的多目标优化设计方法，建立了相应的综合优化数学模型。仿真计算产生两组优化设计方案。经与三峡-常州直流输电工程直流滤波系统的对比分析，表明两组优化设计方案均具有更好的经济性和滤波效果，进而验证了所建优化数学模型的正确性。     

MMC型直流输电系统阻尼控制策略研究

柔性直流输电系统中直流电流的振荡频率和幅值与系统主电路参数、平波电抗器、线路长度、稳态运行点以及所采取的控制策略存在很大关系。为研究直流电流的振荡特性及其抑制策略,文章首先从MMC的等效简化模型出发,建立考虑交流电网阻抗、锁相环特性、桥臂电抗器、平波电抗器在内的MMC型HVDC系统小干扰数学模型,研究实际MMC型HVDC工程系统谐振特性。其次,设计以抑制直流电流振荡为目的的MMC型HVDC附加阻尼控制策略,研     

新型直流输电系统典型谐波分布特性分析

研究直流输电系统的谐波特性有助于分析谐波在电气设备、系统中的分布特点和谐波对电气设备的作用程度。介绍了一种基于新型换流变压器的直流输电系统及其采用的感应滤波技术,建立了采用新型换流变压器及其感应滤波系统和采用传统换流变压器及其交流无源滤波系统时表征直流输电系统谐波特性的数学模型,并从理论上对比分析了2种滤波技术对直流输电系统谐波特性的影响,表明感应滤波技术能在阀侧绕组有效实现谐波屏蔽,从而避免传统滤波方式在网侧实施谐波抑制给换流变压器带来的不利影响。通过动模试验验证了理论分析的正确性。     

直流输电换流站无功功率控制功能设计

直流输电系统无功功率控制的目的是保证交直流系统的无功交换满足系统要求,同时减轻换流站谐波对交直流系统及主设备的危害.实际工程中无功控制主要通过对交流滤波器组等无功单元的投切实现.需要考虑的因素有,交直流系统无功交换的平衡、交流系统稳态电压的限制、基本滤波条件的保证和滤波性能的优化、无功单元投切的均衡性、投切过程对系统的扰动等.直流输电系统的无功控制是一种多目标、多边界条件的复杂控制功能.按照实际工程的要求,对直流输电无功控制功能和策略的设计进行了全面的分析和介绍.     

高压直流输电系统的保护策略

直流系统保护策略是直流输电工程系统研究和控制保护系统设计的重要组成部分，其目标是保护设备，避免故障或异常工况造成的设备损坏和影响直流输电。高压直流输电系统可能的故障工况包括挟流阀故障、直流部分故障和交流部分的故障，直流系统在不同的故障情况下表现出一定的特性，根据直流系统运行特点和故障特性提出了高压直流输电系统的保护策略。文章以三常高压直流输电工程为例详细说明了长距离直流输电系统的保护策略，包括功能配置、保护原理、保护动作的处理方式以及控制保护系统仿真研究所采用的手段，并在此基础上时高压直流系统保护策略进行了总结。     

基于改进多目标粒子群的HVDC交流滤波器优化设计

高压直流输电（HVDC）系统中的换流器在运行中会生成大量谐波电流,为减小其对交流系统的不利影响以及保证直流输电线路电能的有效传输,必须在换流母线上装设交流滤波器。针对现有HVDC系统交流滤波器设计方法的局限,建立了以滤波器投资成本和交流母线电压总谐波畸变率为目标、以电话谐波波形系数为约束的交流滤波器优化数学模型,并提出改进多目标粒子群算法（MOPSO）实现交流滤波器多目标优化设计,该算法使用自适应网格的二级存储库,且添加了约束处理机制和一种特殊的变异算子来提高算法的搜索能力;采用模糊决策方法对多目标优化设计最优解进行选取。建立了±500 kV HVDC系统仿真模型,仿真表明,多目标优化设计的交流滤波器既可有效滤除换流器谐波又可节约成本,达到了滤波性能与投资成本之间的最佳平衡。     

灵宝背靠背直流输电工程中的RTDS试验模型

为评估对灵宝背靠背直流联网工程直流系统控制保护技术的掌握情况并保证工程进度按计划顺利实施,在现场调试前对二次系统设备依设计规范在实验室进行了闭环仿现场运行试验。采用北京网联公司(BDCC)实时数字仿真器(RTDS)建立了仿现场一次试验回路模型,同时根据直流输电基本调节原理建立了使试验模型仿真运行所必须的RTDS软件内部换流器控制模型,以校核模型运行的仿真度。在内部模型的控制下RTDS试验回路模型的结构参数被调整到其所有运行状态变量均与设计值相符合,证明了试验模型仿现场运行的有效性。经过校核的RTDS试验回路已成功地应用于灵宝工程整套二次设备的功能验证。     

模块化多电平变流器HVDC输电系统控制策略

建立模块化多电平变流器（modular multilevel converters,MMCl的电磁暂态数学模型以及采用MMC为变流器的高压直流输电系统（high voltage direct current,HVDC）直流侧电压的动态数学模型。在此基础上,分析HVDC系统的直流侧电压动态特性,给出HVDC控制器参数协调设计原则和算法。最后,基于PscAD／EMTDc的数字仿真结果证明了所提出的HVDC控制系统参数协调设计原则和算法的正确性。     

基于遗传算法的直流输电系统中混合交流滤波器的优化设计

由于经济技术的原因,无源滤波一直是消除直流系统换流站交流侧谐波的主要手段.交直流混合输电系统产生了多谐波通道,直流系统两端换流站交流侧的谐波也可以相互渗透,这会影响到已安装使用的无源滤波器的滤波性能.文中提出了在高压直流输电系统交流侧采用并联无源滤波器串联有源滤波器的混合滤波方案,建立了以初期投资最小为目标函数的数学模型,在此基础上采用遗传算法进行无源滤波器参数的优化设计.仿真结果表明,该滤波方式与无源滤波方式相比,能够更好地改善滤波器的性能,且所需的有源滤波器的额定容量比较小.     

高压直流输电系统中双调谐滤波器参数研究及其仿真

针对高压直流系统中的换流装置产生谐波的问题,在高压直流输电(HVDC)系统中宜采用双调谐滤波器。对双调谐滤波器的特性进行分析和参数设计:由基波无功补偿容量公式推算出串联回路电容;由谐振频率与参数的关系确定串、并联电感及并联电容。由滤波参数可得出谐振点的公式,通过理论重点分析了双调谐滤波器在调谐频率下略显感性的重要意义,同时引入安全系数。最后,通过对一计算实例进行参数计算,并运用Matlab/Simulink对其仿真。结果表明,考虑到系统频率偏移,防止与系统发生并联谐振等综合因素,安全系数取1.0～1.1时效果较佳。     

新型直流输电系统故障恢复特性

为了解不同无功补偿方式对交流系统强度的不同影响度,提出了一种自耦补偿与谐波屏蔽的新型换流变压器,其结构特点在于换流变压器阀侧角接三角形绕组端部引出抽头接辅助滤波兼无功补偿装置,有效的将谐波抑制于阀侧并部分的补偿换流器所消耗的无功功率,在此基础上建立了一种新型的直流输电系统。对新系统和目前广泛使用的无功补偿设备在HVDC故障恢复过程中作用的仿真分析结果表明,新型换流变压器能够增强交流系统,故障切除后HVDC可以较快的恢复,提高了输电系统运行的安全稳定性。