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。     

高压直流换流变压器暂态铁心饱和不稳定及抑制

高压直流(HVDC)的铁心饱和谐波不稳定按照其激励源可划分为自发铁心饱和谐波不稳定和暂态铁心饱和谐波不稳定两种形式。在分析产生暂态铁心饱和谐波不稳定形成机理的基础上,提出暂态铁心饱和谐波不稳定新抑制措施,即整流侧接入SVC。且以云广特高压孤岛10%功率运行方式,采用PSCAD建立详细的电磁暂态模型,通过时域仿真试验验证了对暂态铁心饱和不稳定形成机理分析的正确性以及所提出整流侧接入SVC抑制暂态铁心饱和不稳定的有效性。     

送端多直流落点谐波耦合引发铁心饱和不稳定的研究

换流站的谐波通过交流网络相互作用使得送端多落点直流输电系统的谐波不稳定问题很复杂。在PSCAD/EMTDC中建立只含整流器的送端多直流系统模型的基础上,采用频率扫描和时域仿真相结合的方法,研究了送端多直流落点换流站谐波通过二次耦合阻抗相互作用引起换流变压器铁心饱和直流侧基频阻抗角差对系统的影响;并提出了二次耦合阻抗的阈值来评估送端多落点直流。结果表明：当耦合阻抗阻抗角一定时,阈值的幅值随交流侧二次频率阻抗幅值增大而增大,随直流侧基频阻抗幅值减小而增大,随变压器拐点降低而增大,随变压器磁化电流的降低而增大。     

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。     

云广直流特高压换流变压器短路阻抗的选择

由于±800kV云广特高压直流输电工程电压高、容量大且设备缺乏实际制造和运行经验,为合理选择换流变短路阻抗以限制最大可能短路电流在阀的承受水平又不使无功损耗增加和换相压降过大,分析了目前晶闸管的制造水平与性能参数及不同故障时换流阀能承受的最大可能短路电流,以云广特高压工程逆变侧穗东换流站为例,计算得出换流变压器的短路阻抗为(16~18)%。     

云广特高压直流输电系统孤岛运行的稳定控制措施

基于实时数字仿真器和特高压直流控制保护样机搭建了云南—广东±800kV特高压直流输电实时闭环仿真系统。在该仿真环境中对云南—广东±800kV特高压直流输电系统孤岛运行方式下的送端交流系统故障进行了仿真研究,分析了系统失稳的原因,提出了提高系统稳定的控制措施,并通过仿真试验验证了控制措施的有效性。研究结果可为今后±800kV云南—广东特高压直流输电系统孤岛运行方式下系统运行提供参考。     

特高压直流输电系统调制研究

介绍直流调制功能研究的方法及步骤,以云广特高压直流工程为研究对象,具体进行了云广直流工程调制控制器的设计,包括调制控制器信号的选取、传递函数的选取、参数的确定等,并研究了云广直流调制控制器对南方电网安全性和稳定性的影响。     

送端多直流落点谐波耦合引发铁心饱和不稳定的研究EI北大核心CSCD

换流站的谐波通过交流网络相互作用使得送端多落点直流输电系统的谐波不稳定问题很复杂。在PSCAD/EMTDC中建立只含整流器的送端多直流系统模型的基础上,采用频率扫描和时域仿真相结合的方法,研究了送端多直流落点换流站谐波通过二次耦合阻抗相互作用引起换流变压器铁心饱和直流侧基频阻抗角差对系统的影响;并提出了二次耦合阻抗的阈值来评估送端多落点直流。结果表明:当耦合阻抗阻抗角一定时,阈值的幅值随交流侧二次频率阻抗幅值增大而增大,随直流侧基频阻抗幅值减小而增大,随变压器拐点降低而增大,随变压器磁化电流的降低而增大。     

云广特高压直流输电动态特性分析

南方电网交流系统与直流系统之间的互相影响及对整个电网安全稳定的影响是一个值得关注的问题。采用国际大电网会议（CIGRE）提出的高压直流输电系统的标准模型,建立云广±800 kV直流输电模型,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对云广特高压直流工程进行了仿真试验。结果显示,在整流侧母线故障、逆变侧母线故障和直流线路故障时,直流电流、母线电压和有功功率等电气量均能在故障切除后约0.2 s逐渐达到稳定。     

特高压直流输电系统并联融冰运行方式的控制保护策略

介绍了并联融冰运行方式的拓扑结构,分析了现有并联融冰运行方式的控制策略,基于成熟的单阀组控制理论和策略,提出了一种将两个并联的换流器进行统一控制的新型控制策略,详细阐述了该控制策略的实现方法。全面梳理了并联融冰运行方式对直流保护功能的影响,分析了相关保护功能的应对策略,然后对关键保护功能提出了新的保护判断逻辑。新的控制保护策略通过了实时数字仿真器(RTDS)仿真试验和现场调试试验,验证了其可行性和可靠性。     

高压直流输电系统送端谐波不稳定问题的判据

利用开关函数对换流器的调制作用进行了理论推导,从电路原理的角度对谐波通过直流换流器在交流侧和直流侧来回传递的全过程进行整体考虑,提出一种判断系统是否发生谐波不稳定的新判据。以糯扎渡—广东特高压直流输电系统为例,建立了电磁暂态模型,基于新判据进行频率扫描分析,并进行了故障仿真验证。研究结果表明,该判据能够很好地评估高压直流输电系统送端发生谐波不稳定的风险。     

特高压直流输电工程换流单元在线投入控制策略的选择

特高压直流输电系统换流单元在线投退过程中,控制方法对特高压直流输电的暂态响应特性影响很大。为了克服传统直流控制器在换流单元在线投入过程中出现暂态特性不符合要求的现象,如超调量过大、过渡时间过长等,提出了2种不同的控制策略。首先,使用一种新的模型辨识法把换流单元转变成一个单输入单输出模型;其次,把传统整流站的控制器离散化;最后将单输入单输出模型和离散的控制器模型连接起来,得到一个整体的换流器仿真和参数优化的模型,并使用一种全新的参数优化的方法,改善了整体换流单元模型的暂态特性。通过在EMTDC环境下对参数适当调整,得到了合适的控制方案,同时也证明了整个仿真步骤的正确性。     

特高压直流输电系统阀组投退策略

为研究特高压直流输电系统阀组投退策的策略,以云南—广东±800kV特高压直流输电工程为参照对象,借助实时数字仿真器(realtime digita lsimulator,RTDS),分析了整流侧和逆变侧阀组投退顺序,以及旁路开关、触发脉冲、旁通对等控制信号之间的时序配合,研究了特高压直流工程中第2个阀组投入和第1个阀组退出的控制策略。研究结果表明:第2个阀组投入时,触发角限制值为70°,限制时间为10ms,整流侧先解锁逆变侧后解锁,且整流侧需投入电压电流平衡功能;第1个阀组退出时,应整流侧先投入旁通对逆变侧后投入旁通对。第1个阀组退出过程会出现整流侧直流电流短暂断流和逆变侧直流电流剧增现象,后系统自动恢复正常。     

向—上特高压直流输电工程换流变压器充电失败分析

向家坝—上海（简称向-上）±800kV特高压直流输电工程第3阶段系统调试初期,复龙换流站极Ⅰ高端换流变压器前3次充电均未成功。文中基于换流阀阀基电子设备（VBE）在换流变压器充电后启动的自检功能及其原理,结合换流阀冷却主回路的主副水泵切换逻辑与换流变压器在充电过程中产生的励磁涌流情况,深入分析了换流变压器充电失败原因,...     

云广特高压直流故障特性及其强迫停运对受端系统影响评估

特高压直流输电工程的规划和建设,使其成为解决能源和生产力分布区域性差异的重要途径。为分析特高压直流输电对交直流电网的影响,在分析故障特性和控制保护的基础上建立直流停运故障树,采用基于子系统划分的时间频率法评估运行可靠性;确立仿真原则和分析评判依据,采用PSD—BPA仿真分析在南方电网2012水平年严重直流故障对受端系统...     

特高压直流输电系统换流站的优化设计(英文)

Based on the consultation and study for Xiangjiaba-Shanghai ±800 kV UHVDC(ultra high voltage direct current) project,this paper presents an optimal design for key technique solutions.In this paper,the DC system electrical scheme design,the DC filter design,the DC harmonic component suppression,the over voltage and insulation coordination,the requirements for converter station equipment,the main equipment technical parameters of equipment(including thyristor valve,converter transformer,smoothing reactor,DC breaker),the configuration of measuring device and DC control protection system,and the de-icing operation design are investigated.According to the UHVDC technology researched conclusions and the development of the project construction,the UHVDC system design for converter stations becomes an optimal combination.The optimized design solves numbers of technical problems of the world’s first UHVDC project,and it is applied to the project’s construction.Under the actual operating condition,the optimized design is proved to be correct and superior.These optimal design conclusions are impartment for developing UHVDC technique and equipment,and provide reference for future UHVDC projects.