直流输电系统换流站保护适应性分析及优化方案研究

为防止直流输电系统换流站保护在区外故障下误动作,分析换流站保护的适应性,并提出不影响保护速动性与灵敏性的逆变站保护优化方案。利用最小电压前行波与电压反行波幅值积分比值构造逆变站区内外故障的识别判据,进而考虑逆变站保护与区外交流系统保护在时间上的协调配合,设计逆变站保护在区外故障下的防误动策略。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提保护优化方案不受故障位置、故障类型、故障初始角、过渡电阻以及噪声干扰的影响。     

基于边界消耗暂态谐波能量的柔性直流输电线路保护新方案

超导型故障限流器在柔性直流输电工程中能有效地限制故障电流的峰值和陡度,类比于传统高压直流输电系统的物理边界。将超导型故障限流器看作是柔性直流输电系统的边界,提出了一种基于边界消耗暂态谐波能量的柔性直流线路保护方案。该保护方案利用正极或负极线路整流侧边界消耗的暂态谐波能量启动保护,利用两极线路的整流侧和逆变侧边界消耗的暂态谐波能量差辨别区内外故障,利用正、负极线路整流侧边界消耗的暂态谐波能量之比进行故障选极。理论分析和仿真结果表明,该保护方案适用于各种工况,几乎不受过渡电阻和故障位置的影响,且对采样率要求低,具有重要的工程应用价值。     

南方电网直流输电系统接地极不平衡保护动作策略分析

接地极线路故障在南方电网所辖云广、天广、高肇及兴安直流输电系统中均有发生,接地极不平衡保护动作策略也经过多次研究和改进.在介绍4条直流输电系统接地极不平衡保护动作策略基础上,对比分析了各条直流输电系统接地极不平衡保护策略的异同,建议高肇、兴安直流接地极不平衡保护动作重启动策略按照云广、天广直流策略实施.根据单根接地极线...     

高压直流输电系统直流滤波器接地故障机理分析

高压直流输电系统以双极大地回线方式运行,较为典型。文中对此方式下直流滤波器电容区和调谐区的接地故障机理进行了研究,先分别构建其等效电路,然后定量分析其电气量特征,最后,以仿真实验加以验证。理论分析和仿真实验均表明,采用基尔霍夫电流平衡原理的差动保护反映直流滤波器接地故障时,选择包括直流分量在内的全波电流要比选择特征谐波电流更为合理,并具有更高的灵敏性和可靠性。     

直流输电系统共用接地极的暂态接地性能分析

针对直流输电系统共用接地极的几种故障类型,对入地电流的暂态过程进行频谱分析,总结出共用接地极入地电流暂态过程频谱低于200 Hz的特点。基于此特点进一步分析共用接地极在入地电流暂态过程中的响应,得出如下结论：暂态响应的波形近似等同于入地电流的波形,暂态响应峰值与稳态响应的比值,即为暂态电流峰值相对于系统额定电流的比值。结合接地极设计的重要指标--跨步电压的标准,可得出如下结论：对共用接地极的设计可不必考虑故障时入地电流的暂态过程对周围环境的影响。     

柔性直流输电系统控制保护方案

在系统论述柔性直流输电系统的基本控制策略、上层控制功能和保护策略的基础上,提出了适合于柔性直流输电系统的控制保护功能配置方案以及控制保护与换流阀设备的接口方案。所述方案已在上海南汇柔性直流输电示范工程中得到了成功应用,很好地满足了柔性直流输电系统控制保护快速性、高性能的要求。     

高压直流输电保护系统冗余配置方案选择

直流保护系统在直流输电工程中至关重要,关系到整个电网的安全,因此,在特高压/高压直流输电工程中一般采用冗余配置的原则。本文针对目前主要采用的完全双重化和三取二冗余配置的可靠性进行分析比较,证实完全双重化的保护配置的可靠性和安全性比三取二的保护配置更好。为今后直流输电工程的保护系统冗余配置方案选择提供了重要参考。     

高压直流输电系统直流谐波阻抗的解析计算及谐振分析研究

研究了常规高压直流输电系统直流回路谐波谐振问题。采用解析计算的方法,对典型高压直流输电系统的直流回路谐波阻抗进行数学建模。基于状态空间模型得到了直流谐波阻抗的解析表达式,形成了直流回路阻抗频谱,并通过PSCAD软件对所提模型进行了验证。分析了系统各环节参数与直流谐波阻抗的耦合关系。提出了采用调整控制参数实现直流回路谐振宽频抑制的方法,并通过电磁暂态仿真对所提方法进行了验证。结果表明,所提方法可有效提升高压直流系统的直流谐振抑制能力和安全稳定运行水平。     

特高压直流输电直流侧谐波电压测量系统

高压直流输电系统直流侧谐波电压的测量对于直流侧滤波器的设计和继电保护设备的配置具有重要意义。为此,文中以±1 100 kV直流输电系统为例,在分析其直流侧谐波电压的产生原因和谐波的特性的基础之上,研究了特高压直流输电系统直流侧谐波电压的测量方法,构建了一套直流侧谐波电压测量系统。同时,在实验室条件下,搭建了该测量系统的测试平台,对它的测量准确度和频率特性进行了验证,并研究了一套完整的数据处理算法。测试结果表明,配合该数据处理算法,直流侧谐波电压测量系统可以对50~1 200 Hz频率范围内的谐波进行准确测量,幅值误差低于0.5%,相位误差低于0.5°,并具有适应电网频率波动的能力。     

多端柔性直流输电系统谐波特性及交互机理分析

为分析基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(MMC-MTDC)的谐波特性及交互机理,首先引入平均开关函数的概念,建立了MMC详细时域模型,忽略内部动态特性得到MMC简化模型,从而得到MMC-MTDC的等值电路以及各换流器直流侧谐波电流对各换流器直流端口电压谐波的传递函数。随后,定义MMC交流侧电流和直流侧电压电流的各阶动态相量为状态变量,将MMC时域模型转化为序分量动态相量谐波分析模型,得到MMC特征谐波分布特性及交直流侧谐波传递机理。通过描绘换流器直流侧谐波电流对各换流器直流端口电压谐波传递函数的频率特性曲线,分析了MMC-MTDC的谐振特性以及谐波在不同换流器间的交互机理。最后,在MATLAB/Simulink中的仿真验证了谐波特性及交互机理分析的正确性,分析结果可为谐波抑制策略的提出提供理论支撑。     

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。     

直流输电系统换流器接地故障定位

直流换流器故障具有多样性和时空离散性,造成了故障分析和保护配合的复杂性.当前采用的保护与故障之间并非一一对应,同一故障导致的保护动作具有不确定性,同时,根据保护动作情况也不能进行很好的故障定位.文中结合CIGRE模型的仿真,对7种典型的直流换流器接地故障进行理论分析,指出了不同故障位置引起的换流器工况和电气量特征的差异性,并依据故障时刻对故障特征的影响,提出了划分故障特征时段的方法.最后,结合阀导通的时间特性,提出了以电气特征与延时相结合的换流器接地故障定位判别新思路.     

高压直流输电系统接地极不平衡保护改进措施研究

接地极是高压直流输电系统中最重要的组成部分之一。为了提高接地极保护可靠性,根据接地极线路参数及运行特性,提出了一种基于纵联差动保护原理的接地极不平衡保护方法。该方法将互感器装设在接地极引线的近站端和极址端,给出了纵差保护方案和保护判据,优化了保护动作策略,分析了保护动作特性。仿真结果表明,提出的接地极不平衡保护能准确辨识故障类型,准确动作隔离故障,有效降低直流系统停运概率。     

柔性直流输电控制及保护系统

介绍了柔性直流输电控制及保护系统的工作原理。结合上海南汇柔性直流输电示范工程,描述了中国制造的柔性直流输电控制及保护系统的组成和软件配置,并给出了实时数字仿真器（RTDS）仿真验证结果,表明其在稳态和暂态过程中均具有良好的控制效果,适合实际工程应用。     

直流系统接地故障事故分析及对策探索

首先介绍了直流系统接地的类型及危害,其次对某发电厂110V直流系统出现直流接地故障从而导致某一机组跳闸的事故进行分析,介绍该事故发生前状态、事故过程,进而分析事故原因,提出几种事故预防及解决方案。最后提出一种基于电力电子技术的直流系统接地故障保护技术方案和系统处理策略。该保护系统不但可以有效隔离接地故障,避免事故发生或事故扩大,还具备升压稳压功能,避免直流母线电压下降导致跳闸,在一定程度上提高了直流系统的供电可靠性。     

高压直流输电系统基频保护分析

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网,交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和二次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真(RTDS)对交直流混合运行电网中直流系统50 Hz和100 Hz保护整定原则进行了深入研究,提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100 Hz保护整定原则。     

高压直流输电直流系统保护设备现场检验方法探索

由于缺乏简单便捷又有效可行的检验方法与装置,投运后的高压直流输电直流系统保护设备一直未开展定期检验工作。这将对电网的安全稳定造成严重隐患。文章提出了一种高压直流输电直流系统保护设备现场检验方法,该方法的优点在于无需拆卸保护设备、无需解析光电转换协议、不会对电网造成不良影响、安全风险小、成本较低。研制了具备光电式电流互感器、零磁通电流互感器加量能力的高压直流保护现场检验装置。采用所提方法与装置在投运已超过十年的±500 k V江城直流鹅城换流站开展了现场试点检验,验证了所提方法可行。