基于调制理论的换流变压器铁心饱和不稳定分析

阐述了电流开关函数的详细推导过程,简要介绍了变压器铁心饱和不稳定的产生机理,首次把调制理论应用于解决换流变压器铁心饱和不稳定问题,并提出了一种判断此种谐波不稳定的新方法,然后基于南方电网2010年数据,采用PSCAD/EMTDC建立了云广±800 kV直流输电系统详细电磁暂态的仿真模型,对三相接地故障激发的铁心饱和不稳定现象进行了仿真试验,验证了该新方法的正确性。     

交直流混联电网谐波不稳定问题及其解决措施

随着可再生能源发电、柔性直流、STATCOM等电力电子新技术的大规模应用,交直流混联电网的谐波问题日益突出,梳理了交直流混联系统谐波不稳定问题的基本概念,重点阐述了互补谐振和铁心饱和不稳定机理,提出了谐波不稳定问题的解决措施。同时,全面调研了国内外谐波不稳定事件,重点研究分析了国内牛从直流、鲁西背靠背直流、永富直流的谐波不稳定的机理和抑制措施。     

云广特高压直流输电系统中换流变压器铁心饱和不稳定分析

高压直流换流器和换流变压器的饱和特性之间的相互作用可以导致换流变压器铁心饱和不稳定现象的发生。文章研究了变压器铁心饱和不稳定的产生机理,给出了饱和稳定因子(saturation stability factor,SSF)的定义,提出了采用仿真方法求取换流器两侧谐波关系的矩阵参数和SSF。基于南方电网2010年数据,采用PSCAD/EMTDC对云广±800 kV特高压直流输电系统建立了详细的电磁暂态仿真模型,对三相接地故障激发的铁心饱和不稳定现象进行了仿真研究,验证了SSF判断法的有效性。     

高压直流输电中混合谐振型谐波不稳定分析

高压直流输电中交流侧二次谐波分量和直流侧基频分量通过换流器相互调制形成混合谐振,从而使换流变压器铁芯饱和并最终导致混合谐振型谐波不稳定。研究了混合谐振型不稳定产生的机理,并采用仿真方法求取换流器两侧谐波关系的矩阵参数,然后推导了混合谐振型不稳定判据。最后采用PSCAD/EMTDC自建电磁暂态仿真模型,对自发式混合谐振型不稳定进行了仿真研究,验证了混合谐振型不稳定判据的有效性。     

同步调相机对分层接入特高压直流输电系统的暂态过电压抑制作用研究

目前已有特高压直流工程采用分层接入方式,同时随着新能源发电占比的提高,送端电网面临着暂态过电压的问题,同步调相机可以抑制过电压,有必要深入研究同步调相机对分层接入特高压直流输电系统暂态过电压的抑制效果。建立了含同步调相机的分层接入特高压直流输电系统模型,理论分析了同步调相机对暂态过电压的抑制机理,针对降功率运行、双极运行双极闭锁、双极运行单极闭锁和高低端换流器同时换相失败4种不同工况,研究了不同台数同步调相机对暂态过电压的作用效果,最后提出了基于暂态过电压的短路比增量指标,定量评估了同步调相机对暂态过电压的作用效果。结果表明所提指标可有效定量评估同步调相机抑制暂态过电压的作用效果,当分层接入特高压直流输电系统整流侧交流系统短路比在3~8变化,投入1台同步调相机后整流侧交流系统基于暂态过电压的短路比增量为0.106~0.396,投入2台同步调相机后基于暂态过电压的短路比增量为0.251~0.788,因此,投入同步调相机可等效提高交流系统短路比,有效抑制送端暂态过电压。     

三相SVC在电气化铁路电能质量治理中的应用

随着电气化铁路的加速建设,电铁电能质量治理问题日益突出.针对电气化铁路负序电流和三相电压不平衡以及谐波问题,提出了一种基于三相静止无功补偿器( SVC)的电能质量综合治理方案.该方案不同于国内现有的两相式SVC和接入高压侧的三相SVC,将三相SVC接入牵引变电站的低压侧,重点补偿负序和无功,同时治理谐波.仿真结果表明,...     

采用谐波抑制整流变压器的新型工业整流系统

针对传统工业整流系统谐波抑制和无功补偿方案存在的问题,提出一种基于谐波抑制整流变压器及其滤波系统的新型工业整流系统。新系统中整流变压器采用三绕组结构,阀侧滤波绕组采用独特的变压器零等值阻抗设计,配之以全调谐滤波装置,利用基于谐波磁通抑制机理的变压器滤波技术,可以实现阀侧谐波源处就近抑制谐波和补偿无功,从根本上解决了谐波...     

基于调相机与SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略

在大规模风电接入的高压直流送端电网中,针对发生直流故障后送端交流电压大幅波动导致的风机连锁脱网问题,探讨了直流故障导致风机连锁脱网的内在机理,分析了调相机和静止无功补偿器(SVC)在换相失败和闭锁过程中的动态无功响应特性;在此基础上,提出一种基于换流站侧调相机与风电场侧SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略:在换相失败和直流闭锁的不同时期,根据送端电压变化特点,分时发挥调相机自发无功响应能力、励磁控制能力和SVC无功调节能力,以抑制暂态压降或暂态压升的幅度超过风机脱网的保护阈值.最后,通过对测试系统和实际电网的仿真,验证了所提控制策略可有效抑制直流故障后送端暂态电压变化,降低风机连锁脱网的风险.     

换相失败下直流送端SVC无功反调机理分析及控制策略研究

直流送端系统配置的动态无功补偿设备存在无功反调特性,换相失败情况下该特性会助增直流送端的交流系统出现暂态过电压。文中对直流送端系统暂态电压进行频谱分析,得到其谐波主导频率,并对SVC控制系统进行相频特性分析,揭示了SVC发生无功反调的内在机理,即SVC滞后特性是其在换相失败时发生无功反调的根本原因。并在此基础上提出了SVC电容器投切控制策略,通过在电压恢复阶段切除部分电容器,有效抑制了SVC无功反调现象,仿真验证了SVC控制策略的有效性。     

云广特高压直流输电系统中换流变压器铁心饱和不稳定的抑制

换流变压器铁心饱和不稳定对电力系统的危害十分严重,文章研究了变压器铁心饱和不稳定的产生机理,设计了用于控制铁心饱和不稳定的附加控制电路。基于南方电网2010年数据,采用PSCAD/EMTDC为云广±800kV特高压直流输电系统建立了详细的电磁暂态仿真模型,通过仿真试验验证了该附加控制电路的有效性。     

高压直流输电系统直流偏磁下的谐波不稳定判据研究

针对交直流互联输电系统的谐波不稳定问题,推导出判断直流系统是否发生铁芯饱和谐波不稳定的工程判据。该判据从直流输电谐波不稳定机理出发,计及直流偏磁铁芯饱和的影响,利用换流变直流偏磁产生的正序二次谐波幅度高于其他各次谐波的特点,整体考虑二次谐波通过换流器在交流系统和直流系统之间来回传递的全过程。算例分析建立了电磁暂态模型,通过PSCAD/EMTDC进行仿真,所得电磁暂态故障仿真的结果与基于新判据的频率扫描结果一致,验证了工程判据的正确性与适用性。     

变压器直流扰动下励磁谐波与铁心饱和失稳研究

变压器遭受直流入侵时铁心励磁饱和程度加深,励磁电流发生畸变,谐波含量显著升高。针对该问题研究变压器励磁谐波与铁心饱和特性,并提出一种变压器直流扰动下铁心饱和失稳判据。基于电磁耦合原理构建交直流混杂模式下的变压器状态方程,利用端口电气信息研究励磁电流辨识方法,对励磁电流进行谐波分析并总结其变化规律,通过分析变压器直流扰动铁心饱和机理,研究铁心饱和失稳判别方法。通过仿真计算与动模实验深入分析变压器的电磁特性,并验证该方法的有效性。该研究为变压器直流扰动下铁心饱和失稳判别提供可行方法。     

±800 kV特高压直流输电系统谐波不稳定研究

分析了谐波不稳定产生的原因及条件,以某±800 kV特高压直流输电实际工程为研究对象,采用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,研究了由换流变压器铁芯饱和引起的谐波不稳定现象及规律。仿真结果表明,系统在单极10%额定功率下运行时,换流变压器铁芯饱和稳定因子为负,此时外界扰动导致换流变压器铁芯严重饱和,系统出现谐波不稳定现象。最后提出了抑制谐波不稳定的措施,仿真分析验证了其有效性。     

交/直流线路并行运行对铁心饱和不稳定的影响

由于输电走廊紧张,存在交流输电线路与直流输电线路共走廊平行架设或者直接采用交直流线路同塔架设的情况,采用电磁暂态程序,建立了平行和同塔架设的高压交/直流线路电磁耦合模型及直流输电系统模型,计算了直流线路上工频感应电流以及交/直流侧的电压、电流畸变率,分析了并行交流线路对直流系统铁心饱和谐波不稳定的影响,并且研究了直流线路上工频感应电流的限制措施。     

电网对称故障下虚拟同步机暂态稳定性分析

当电力系统遭受大干扰时,虚拟同步发电机(VSG)会与传统同步发电机一样发生暂态功角失稳现象,威胁系统稳定性。另外,电力电子器件的饱和非线性等电力电子化特征导致传统电力系统暂态稳定性的分析方法不再适用。通过以单机无穷大母线连接方式下电网发生对称短路故障为例,在借鉴传统交流电力系统分析方法的基础上提出了一种适用于电力电子化电力系统的暂态稳定性分析方法,分析了计及VSG饱和特性的暂态功角稳定性,并在此基础上提出了提高系统暂态稳定性的相应措施。最后,基于Matlab/Simulink仿真验证了结论。     

An algorithm for compensating secondary currents of currenttransformers

Current transformer (CT) saturation may cause power system relays to malfunction. The conventional method used to deal with the problem is overdimensioning of the transformer core so that CTs can carry up to 20 times the rated current without exceeding 10% ratio correction. However, this not only reduces the sensitivity of power system relays, but also increases the CT core size. This paper presents a technique of estimating the secondary current corresponding to the CT ratio under CT saturation. The proposed algorithm can improve the sensitivity of relays to low level internal faults, minimize the instability of relays for external faults, and might ultimately assist in reducing the dimension of the required CT core cross-section     

多种电流互感器暂态饱和特性及其复杂工况下动模试验研究

电流互感器暂态饱和易引发差动保护误动。现场大量投用的P级、PR级和TPY级电流互感器因结构和材料等差异表现出不同的暂态特性。针对这3种类型,选用工业实用电流互感器,通过实验测试和数学拟合的方法获取相关参数,得到铁芯磁通解析表达式,与实测饱和磁通对比判断饱和状态,获取进入饱和的时间。针对这3种实用电流互感器进行动模试验,考虑了系统单次短路、重合闸于永久故障、转换型故障以及励磁涌流等复杂暂态工况,分析了各自暂态饱和特性和特点。在理论分析和动模试验的基础上,简要讨论了电流互感器暂态饱和的应对方法及互感器选型问题。     

下垂控制逆变器的虚拟功角稳定机理分析

在大干扰下,电压源型的下垂控制逆变器会出现与传统同步发电机类似的暂态功角失稳,而且逆变器会因电流饱和而退变成一个电流源,进而出现更复杂的同步稳定问题。文中以逆变器单机无穷大系统为例,通过定义逆变器的虚拟功角,分别得出逆变器电流未饱和时的虚拟功角特性和电流饱和下的虚拟功角特性,在此基础上分析了逆变器的虚拟功角同步稳定机理和失稳过程,以及故障切除时间对逆变器虚拟功角暂态稳定性的影响,并将该分析方法扩展到虚拟同步机的暂态稳定分析中。最后,基于MATLAB/Simulink仿真验证了失稳分析方法的合理性。