换流变压器非电量保护误动原因分析及解决措施

超高压直流输电系统换流变压器非电量保护类型众多,运行中多次出现非电量保护误动的情况,引起多次超高压直流输电系统非计划停运。介绍了超高压直流输电系统在运换流变压器非电量保护配置情况,指出了非电量保护误动的原因,提出加强非电量保护继电器的维护、合理地设置非电量保护的动作后果和修改非电量保护的动作逻辑,避免非电量保护误动,提高超高压直流输电系统的运行可靠性。     

直流输电系统网损研究

为进一步降低直流输电系统的网损,提高直流输电系统的经济性,有必要对直流输电系统的网损进行定量计算。直流换流站网损的计算是直流输电系统网损计算的难点。基于IEC 61803标准提出了换流站各电气设备损耗的计算方法,对不同运行方式下、不同负荷水平下的换流站运行损耗进行计算。计算的原理是分别计算换流站内各设备的损耗,然后总加起来得到换流站的总损耗。采用Visual Basic 6.0编制了换流站损耗的计算软件,结合实际的直流输电工程计算其换流站损耗,发现换流站的损耗主要来源于阀和换流变这2个设备,整流站的总损耗大于逆变站的总损耗。     

利用小时、损耗小时及在输电技术经济分析中的应用

输变电工程在进行投资分析时,通常需要估算实际运行时的年均输送电量和对应的线路电阻损耗.通过理论推导和实际数据分析,研究并得出了交、直流输电损耗小时τ与利用小时te关系,交流输电系统为τ≈t2e/T0,直流输电系统则为τ≈te-1 000.进而探讨其在工程技术经济分析中的作用,并针对不同边界条件下的输变电工程建设提出建议.     

适用于混合级联特高压直流输电系统的可控自恢复消能装置

混合级联型直流输电技术兼具传统直流输电和柔性直流输电的优点,有效扩展了直流输电系统的适用范围,必将成为未来大规模、远距离、大容量输电的一个发展方向。该文针对该系统运行中故障态存在的过压等特殊工况,首次提出一种大容量可控自恢复消能装置来提升系统暂态特性,所提方案具有运行过程中不产生谐波、控制策略相对简单和可耐受大电流冲击等优点。相对于斩波型电阻消能装置,该装置具有成本低、电压/电流变化率低、电磁兼容(excellent electromagnetic compatibility,EMC)性能好等显著优势。电磁暂态仿真结果表明所提方案可有效解决混合直流输电系统中的直流过压难题,提升直流系统运行可靠性。     

柔性直流输电系统损耗计算方法及其实测分析

开展针对基于模块化多电平换流器的高压直流（modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC）输电系统的损耗研究,对高压直流输电系统的设计与优化具有重要意义。提出一种基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统损耗计算的实用方法。首先,根据MMC-HVDC输电系统的拓扑结构和器件参数建立MMC-HVDC输电系统及其各个器件的损耗计算模型,并通过仿真计算精确求解MMC-HVDC输电系统及其器件不同运行工况的损耗系列数据;然后再利用数据拟合的方法得到便于工程应用的损耗计算公式;最后,针对厦门柔性直流输电系统工程,采用本文方法求得损耗计算公式,并与实测结果进行了对比分析。分析表明,利用该损耗拟合公式计算和评估MMC-HVDC输电系统的损耗可满足工程精度要求。     

考虑系统损耗的MMC换流阀冗余配置策略

模块化多电平换流阀具有扩展性强、响应速度快等优点,现已成为柔性直流输电工程建设的首选。其可靠性关系到整个输电系统的安全运行,而损耗特性则关系到输电系统的经济运行。为了提高柔性直流输电系统的可靠性,对换流阀一般会设置一定的冗余度,但过高的冗余度又会带来严重的损耗。基于以上考虑,分析了冗余度与可靠性、损耗的关系,推导了其数学解析表达式。然后,提出了一种基于多目标优化的MMC换流阀冗余度优化配置方法,使得柔性直流输电系统能兼顾可靠性和损耗。最后通过工程算例对所提出的方法进行了验证,表明采用所提出的方法能提高柔性直流输电系统的综合性能。     

南桥换流站1991年直流输电停运情况分析

1991年葛洲坝向南桥送电1045.04GWh,南桥站向葛洲坝站送电176.43GWh,葛洲坝站向南桥站净送电量为868.61GWh,取得了一定的经济效益,但设备可用率较低,总损耗率较高。1991年双极设备可用率仅10.2%,极1设备可用率59.6%,极2设备可用率34.6%;直流系统可用率为84%;直流输电系统年总损耗率为5.72%,全年损耗电量为69.87GWh。现将1991年葛上直流输电系统发生的停运事件作一汇总统计,主要对南桥换流站发生的停运事件作一分析,以利于运行、维护、检修和管理水平的提高。     

三峡送出直流输电系统2005年运行情况分析

2005年随着灵宝背靠背直流输电系统的投入运行,我国在运的高压直流输电系统已达到6条,总输送容量12360MW。2005年总输送电量约612．11亿kW·h,直流输电已经成为跨区电网间电力交换的主要方式。主要对三峡外送葛洲坝—南桥、龙泉—政平、江陵—鹅城超高压直流输电系统2005年的运行情况进行了分析,列举了2005年直流系统中出现的较大设备事故和可靠性指标数据以及一些反事故措施,并提出有关建议。论述直流输电系统运行情况,供电力系统设计和运行维护参考。     

南方电网直流输电损耗分析及基于降损的交直流潮流优化探讨

直流输电损耗是直流输电的重要技术和经济指标,主要包括换流站损耗、直流线路损耗和接地极系统损耗。分析了南方电网直流输电损耗系数k,认为双极平衡方式下k值最小,输送功率对直流输电损耗有直接影响,并探讨了南方电网西电东送交直流输电通道功率优化分配方法,以降低输电总损耗。     

特高压交流和高压直流输电系统运行损耗及经济性分析

为使输电设施在全寿命周期内获得良好经济效益,对已建成的特高压交流和高压直流工程进行了技术经济分析。从最基本的建设投资和运行损耗分析入手,重点考虑输电系统的线路损耗小时、上网电价、线路工程造价等因素,得到了长期重载的直流输电系统和通常轻载的特高压交流系统其导线的经济电流密度水平,并计算了输电线路导线的总截面积。结合技术经济性分析,提出对于长期重载直流输电系统,输电导线经济电流密度应在0.5～0.6A/mm2水平,而对于通常轻载的特高压交流系统,输电导线经济电流密度应在1.9A/mm2水平;因此特高压直流输电工程应研发使用更大截面的导线,特高压交流输电线路应研究采用扩径比达2倍以上的新型扩径导线,以降低整个系统运行损耗率。     

传输大规模陆上风电的传统高压直流输电系统控制策略

随着风力发电在世界各国的蓬勃发展,风电传输,尤其是大规模的风电传输,已经成为风电领域的研究热点之一。提出了一种可用于大规模陆上风电传输的变功率控制的传统高压直流输电系统,并重点研究了该系统的无功消耗问题。针对不同无功消耗目标,基于对高压直流输电系统稳态运行特性的分析,提出了该系统的两种控制策略：定触发角控制和变触发角控制。以一个典型系统为例,研究了使用这两种控制策略的高压直流系统的运行参数和损耗,对这两种控制策略进行了比较,指出了各自的优缺点。     

政平换流站的无功功率控制

龙泉-政平±500kV直流输电系统自2003年6月正式投运,起着联系华中和华东两大区域电网的重要作用,研究其无功功率控制软件RPC的功能、结构和控制方法对其安全可靠运行和其他直流输电工程建设有着重要意义。为此介绍了政平换流站绝对最少滤波器等控制功能的控制模式。并简要说明了该站无功功率控制系统运行情况,指出需注意的问题以供同行业参考。     

高压直流系统低功率运行时的无功控制策略

直流系统低功率运行时受端无功严重过剩,电网稳态电压偏高问题十分严重。对直流系统低功率运行时无功控制策略进行探讨,推导了无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系,计算受端换流站关断角和换流变分接头调节措施对直流无功功率消耗的影响,提出利用直流系统无功消耗的非线性,提高最小关断角可以吸收多余无功,有效解决直流系统低功率运行时的交流电网电压升高问题。     

高压直流输电换流站无功控制系统分析

阐述了无功控制在直流输电换流站中的重要性,介绍了换流站无功控制系统和无功控制的定无功及定电压控制功能。结合南方电网“西电东送”主网架已经建成的3条直流工程换流站中无功控制的应用情况,分析了换流站无功控制与电压控制方式、交流滤波器的配置以及投切控制,通过典型案例分析说明在换流站运行维护工作中无功功率控制应该注意的问题,如在正常情况下,无功控制为自动控制模式,小组交流滤波器为热备用和自动控制模式,此时直流系统运行时严禁将无功控制改为手动模式等。总结了无功功率控制在换流站的运行情况,并针对运行维护中值得注意的问题提出建议,对换流站的建设、运行和维护具有参考价值。     

国内已投运直流换流站的无功配置及运行现状

直流换流站无功补偿装置的占地和投资在整个换流站占有相当比重,站内无功配置方案的合理设计对换流站的总体优化设计、直流输电工程的技术经济性等具有重要意义。在总结国内已投运直流输电工程无功配置总体概况的基础上,调研和分析了现有直流换流站交流母线运行电压、无功补偿设备投切和故障等情况的,评估和总结了直流工程无功补偿配置在工程设计阶段与运行阶段的衔接性,提出了直流换流站无功配置设计原则的进一步优化建议。     

换流变压器冷却系统电源自动切换回路分析

换流变压器冷却系统由若干组冷却器组成,各组冷却器要能够循环备用,以保证换流变压器安全运行。对南方电网4条高压直流输电线路的换流变压器冷却系统电源自动切换回路进行了分析,结果显示：云广直流系统的最为完善,其余3条的均有不足。天广直流系统的换流变压器冷却系统两路电源不能够手动切换,贵广Ⅰ回、贵广Ⅱ回直流系统的换流变压器冷却系统电源自动切换回路设计未考虑继电器粘连情况。     

计及风电高频保护的送端电网多直流协同频率控制

为解决中国能源与负荷逆向分布问题,大量高压直流输电工程正在建设或已经投运。针对送端电网中可能发生的直流闭锁导致的高频事件,计及风电机组的高频保护约束,研究了进行多回直流协同控制从而抑制电网频率偏移的方法,提出了以各健全直流总功率调制量最小为目标的多直流协同频率控制模型,通过一阶差分近似求解系统最大频率偏移相对于各受控直流功率的灵敏度,优化求解多直流协同频率控制策略。并进一步以某含高比例风电的送端电网为例,验证该方法在送端电网频率控制策略整定中的有效性。     

高压直流换流站无功消耗及站内补偿装置配置综述

换流站无功补偿、无功平衡对交直流系统正常运行有重要影响,是高压直流输电系统设计的重要内容。论述了换流站站内的无功功率平衡,分析了换流站无功功率消耗的计算方法,讨论了交直流系统的运行参数和运行工况对换流站无功消耗的影响,介绍了交流系统强度及其无功支持能力对高压直流输电无功平衡的作用,结合交流系统无功补偿能力,根据系统强度分析了换流站无功补偿应合理选择的无功补偿装置,并讨论了各种无功补偿装置的类型及其优缺点,最后,总结了无功补偿容量和无功分组的确定原则和方法。     

多馈入高压直流输电系统中功率倒向问题

高压直流输电系统逆变侧电力系统发生故障时,可能导致换流站出现线路的功率倒向。介绍了传统功率倒向的发生原因及解决方法,针对多馈入直流系统,建立了交直流互联系统EMTDC仿真模型。对于逆变站交流侧各种故障以及直流输电线路故障进行了分析。研究表明,在电气距离较近的多馈入直流系统交流侧发生严重故障时,可能导致两换流站同时发生换相失败,并导致换流站邻近多条交流线路发生功率倒向,纵联方向保护可能误动;直流线路故障一般不易引起功率倒向。对换相失败导致的功率倒向发生机理进行了阐述,故障恢复时无功需求急剧增加是倒向的主要原因。针对纵联方向保护易误动提出了实用的解决方案。     

2010年国际大电网会议系列报道高压直流输电和电力电子技术

介绍了2010年国际大电网会议(CIGRE)高压直流输电和电力电子技术专委会(SC B4)的主要专题和论文,涉及的技术领域包括:高压直流输电技术的发展--特别是±800 kV特高压直流输电和基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)的最新工程进展;灵活交流输电(FACTS)装置的应用经验及新的工程情况;电力电子...