高压直流输电系统双极中性母线差动保护改进方案研究

为提高直流输电系统双极中性母线差动保护运行可靠性,针对双极中性母线差动保护性能存在缺陷,提出保护的改进方案。由于双极中性母线差动保护存在缺陷,曾导致多起单一元件故障引发高压直流输电系统单、双极强迫停运事件。结合具体停运事件,对双极中性母线差动保护性能进行分析,包括:1)保护引入非电量信号的必要性及方式;2)双极运行工况下,保护经控制极判据开放的逻辑以及闭合双极中性母线接地开关的动作策略。根据分析结果,提出保护的改进方案,保护改进方案在提高保护运行可靠性的同时,兼顾了改善直流输电系统运行维护工作的效率。目前,改进方案已在多个高压直流输电系统中实施,采用该方案后,双极中性母线差动保护运行情况良好。     

±800 kV特高压直流输电双极区保护的若干问题探讨

在介绍常规±500 kV高压直流输电双极区保护配置的基础上,为了达到±800 kV特高压直流输电系统最大限度保持功率输送的目的,增加了双极区保护判据,提出了新的动作处理策略。具体为:双极运行时,增加差流判据;单极运行时,提出金属回线运行方式处理策略。达到了带故障无危害持续运行的目的,减少了双极区保护动作造成双极停运的概率。     

混合双极高压直流输电系统的特性研究

为了充分发挥电网换相换流器高压直流输电系统(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)和电压源换流器高压直流输电系统(voltagesource converter based HVDC,VSC-HVDC)的优势,针对一种新型的混合双极高压直流输电系统(hybrid bipolar basedhigh voltage direct current,HB-HVDC)进行了研究,该系统的正极是传统的12脉动LCC-HVDC系统,而负极是VSC-HVDC系统。建立了由LCC正极和VSC负极组成的混合双极高压直流输电系统的模型,推导了其在稳态时的数学模型,并设计了正负极之间的协调控制策略。在PSCAD/EMTDC环境下对HB-HVDC系统的稳态和暂态运行特性进行了研究分析。最后对HB-HVDC系统和闭锁负极VSC-HVDC后LCC-HVDC系统的运行特性进行了对比研究。结果表明:HB-HVDC系统可以更好地调节交流母线电压,减少LCC极换相失败的可能性,并且具有快速的故障恢复能力;同时也证明所设计的协调控制策略可以有效地改善HB-HVDC系统的稳态和动态特性。     

双极高压直流输电线路行波差动保护原理及方案

针对现时保护方案的不足,提出了双极高压直流输电系统直流线路行波差动保护原理和方案。该方案利用直流线路两端反行波的1模分量构造行波差动保护判据,其中行波差动量和制动量分别利用线路整流侧反行波和逆变侧传播来的反行波间的差量及二者之和构成,并利用整流侧电流的零模分量来判断双极运行时的故障线路。仿真结果表明,所提出的保护判据具有更高的灵敏度、可靠性和安全性,最大抗过渡电阻能力提高到500？,并且在各种故障情况下都能够正确动作。     

高压直流输电系统的行波保护方法的研究

本文在分析单回线路波过程的基础上,应用模变换理论,研究了有耦合的多回线路并行时线路上的波过程及行波表达式,并提出了高压直流输电系统的行波保护方案。该方案可以有效地区分区内和区外故障,区分健全线路和故障线路。而且允许保护区内有较大接地电阻,且有很好的抗干扰能力。两侧保护不需要交换信息,保护动作速度较快。     

天广直流输电系统双极运行情况总结

天广直流工程自双极投运以来，经过一年多的运行，设备上、设计上存在的问题已基本暴露出来。文章对现场的运行情况进行总结、分析，找出影响直流输电系统安全稳定运行的因素，并提出相应的对策，对提高天广直流输电系统的运行维护水平、以及其他高压直流输电工程有一定的借鉴作用。     

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。     

±800 kV直流输电系统的可靠性及其提高措施

±800 kV特高压直流输电系统是世界上电压等级最高的直流输电系统,承担着大容量、远距离输电和联网的任务,因此特高压直流输电系统的可靠性是系统安全运行的重要指标,通过对国内外已有常规直流输电系统可靠性数据的收集、整理,分析了特高压直流输电系统的可靠性,同时基于马尔可夫原理建立特高压直流系统的可靠性模型,通过软件进行分析计算,提出了±800kV直流输电系统的可靠性设计指标,并提出了一些改进措施以提高特高压直流输电系统的可靠性。     

直流输电系统强迫停运探讨

直流输电系统中设置了大量的保护、监视功能,但在确保设备安全的同时,也带来了容易误动的隐患.以天广直流输电系统为例,首先介绍了直流输电系统的强迫停运及可能引起强迫停运的保护监视功能,接着讨论了多年来运行中发生的强迫停运故障原因及故障时对设备的影响,最后综合考虑设备的安全和电网的稳定,对直流输电系统的保护、监视功能提出了改进建议.     

直流输电系统强迫停运探讨

直流输电系统中设置了大量的保护、监视功能,但在确保设备安全的同时,也带来了容易误动的隐患。以天广直流输电系统为例,首先介绍了直流输电系统的强迫停运及可能引起强迫停运的保护监视功能,接着讨论了多年来运行中发生的强迫停运故障原因及故障时对设备的影响,最后综合考虑设备的安全和电网的稳定,对直流输电系统的保护、监视功能提出了改进建议。     

三峡－上海直流输电工程控制保护功能的完善

简述了三峡至上海直流输电工程的系统调试过程,分析了宜都站直流场大地/金属转换开关的保护功能,并提出了修改建议;研究了其直流线路保护、极母线差动保护和中性母线差动保护,给出了直流线路人工短路接地故障试验结论;分析了换流站辅助电源丢失试验结果,分析了试验过程中双极中性母线差动保护误动的原因,提出了改进措施并付诸实施。以上几个技术问题的解决,完善了该工程的控制保护功能,保证了该工程的顺利投运。     

高压直流输电控制保护多重化分析

介绍了高压直流输电控制保护双重化及三重化的概念及实现原理,列举了当前运行直流系统中单元件故障出口可能导致闭锁的保护.针对保护双重化配置和传感器等单元件的配置情况,对比了ABB公司和南瑞公司为防止因单元件故障导致闭锁采取的解决方案.还对3起因测量装置或传感器没有完全双重化而造成停运的事故进行了分析,并介绍了高岭换流站三重化保护存在的问题及解决方案.对直流输电现存的双重化方面的缺陷给出了建议,提出了从根本上解决一套系统维修、另一套系统异常时导致跳闸等问题的方法就是信号接点和控制保护全部三重化.选用"三取二"逻辑的保护设备时,应选用具有3个及以上通道的一次设备,避免单个元件或板卡故障引发直流闭锁.     

葛洲坝—上海直流输电工程极Ⅱ和双极系统调试中非正常停运分析

本文综述了葛上直流输电工程极Ⅱ和双极系统调试期间发生的27次非正常停运的情况和原因，提出了解决措施的经验。     

高压直流输电控制保护系统的冗余可靠性研究

依据可信计算系统的可靠性分析理论,结合直流输电工程应用情况,对高压直流输电控制和保护系统的冗余技术做了可靠性方面的研究。首先介绍了冗余技术的背景及在直流输电工程中对可靠性的要求,然后分析了主动冗余技术和被动冗余技术在直流输电控制和保护系统设计中的应用,最后对控制和保护装置的冗余配置原则做了阐述,并针对装置的冗余设计提供了一些实现参考,对工程应用和系统冗余设计具有重要意义。     

第一个国产化双极海缆直流输电工程-嵊泗高压直流输电工程

嵊泗高压直流输电工程是一个典型非常规的弱受端动负荷海缆输电工程，从上海向嵊泗岛及宝钢马迹山码头供电。受端电源及负荷的特殊性使该工程具有很大技术难度。该工程系统研究、主设备制造，阀控、站控，直流保护设备研制，安装及调试全部由国内单位承担。通过该工程，介绍国内直流技术自主发展水平及直流设备国产化进展情况。     

高压直流输电控制保护系统的冗余可靠性研究

依据可信计算系统的可靠性分析理论,结合直流输电工程应用情况,对高压直流输电控制和保护系统的冗余技术做了可靠性方面的研究.首先介绍了冗余技术的背景及在直流输电工程中对可靠性的要求,然后分析了主动冗余技术和被动冗余技术在直流输电控制和保护系统设计中的应用,最后对控制和保护装置的冗余配置原则做了阐述,并针对装置的冗余设计提供了一些实现参考,对工程应用和系统冗余设计具有重要意义.     

高压直流输电系统的通信

介绍了高压直流输电系统的直流控制保护系统及其对通信的要求，提出了高压直流输电系统换流站站间通信及直流换流站至调度中心的通信方案。     

伪双极LCC-VSC型混合高压直流输电系统 向无源网络供电的研究

电网换相换流器高压直流输电系统(Line Commutated Converter based High Voltage Direct Current,LCC-HVDC)在功率传输特性、线路故障时的自防护能力、过负荷能力等方面均优于交流输电,但却无法向弱交流系统和无源网络供电。电压源换流器高压直流输电系统(Voltage Source Converter based HVDC,VSC-HVDC)可实现向无源网络供电的目的,但由于电力电子技术的局限性,VSC-HVDC系统投资成本过高。结合两者的优势,提出了一种新型混合高压直流输电系统(Hybrid High Voltage Direct Current,H-HVDC)。该系统的整流侧为两个6脉动LCC接一交流网络,逆变侧为三相二电平VSC接无源网络。在此基础上,对该H-HVDC的稳态数学模型、启动特性、稳态特性与暂态特性、单极闭锁进行了研究。仿真结果表明,该H-HVDC系统能实现向无源网络供电,且具有较高的稳定性,为混合直流的进一步发展提供了理论基础。     

高压直流输电线路保护的探讨

对高压直流输电线路的故障特征及其线路保护进行了分析与探讨,针对直流线路故障的特点,对各种保护原理进行了简要分析,认为行波保护作为HVDC系统线路保护的主保护符合高压直流输电线路故障特征并具有绝对的优越性,为高压直流输电线路行波保护的分析与研究提供了理论基础.     

高压直流输电线路保护的探讨

对高压直流输电线路的故障特征及其线路保护进行了分析与探讨,针对直流线路故障的特点,对各种保护原理进行了简要分析,认为行波保护作为HVDC系统线路保护的主保护符合高压直流输电线路故障特征并具有绝对的优越性,为高压直流输电线路行波保护的分析与研究提供了理论基础。