高压直流输电换流阀过负荷能力计算方法

作为高压直流输电系统的核心设备之一,换流阀的安全与否直接关系到整个系统的可靠性。由于某种原因需直流输电系统过负荷运行时,应保证各设备的安全可靠运行,由换流阀的安全极限所决定的过负荷限值即为换流阀的过负荷能力。文中先讨论了影响换流阀过负荷能力的主要因素,再根据晶闸管结温和阀冷却系统冷却容量两个方面对阀的过负荷能力计算方法进行了研究,并对南方电网所辖的高肇直流输电工程中阀的过负荷能力进行了计算。     

高压直流输电晶闸管换流阀损耗仿真计算方法研究

准确计算换流阀及其中各类元部件运行损耗,是进行换流阀及其阀冷系统设计的基础。文中在分析换流阀中主要损耗源基础上,建立了晶闸管、电抗器的高精度等效仿真模型,提出了换流阀损耗的仿真计算方法。以此为基础,计算了额定工况下锡盟站换流阀中各主要元部件损耗功率,并将总损耗计算结果与理论计算值及现场测试数据进行了对比分析。结果表明:仿真方法具有较高精度,可被用于换流阀总损耗计算,以及阀内各发热器件的功率计算。     

晶闸管换流阀冲击电压特性研究

以灵宝背靠背高压直流输电用120kV光控晶闸管换流阀为研究对象,应用现代电路理论的状态方程分析方法,求解了单阀在冲击电压激励下阀内电抗器和晶闸管的电压特性,并给出了仿真结果。试验结果表明,仿真研究是成功的。     

菲律宾±350 kV直流输电工程换流阀研制

菲律宾Mindanao-Visayas±350 kV/450 MW高直流输电工程是我国的企业走出国门,输出中国高压直流(HVDC)输电技术的又一成功范例.在此结合菲律宾电网的差异和工程特点,系统介绍了±350 kV/450 MW工程换流阀的研制工作,从换流阀的基本参数、电气设计和结构设计3个方面分析换流阀的技术特点和性...     

光触发晶闸管与高压直流输电

简要介绍光触发晶闸管及其在高压直流输电换流阀中的应用。     

直流输电系统逆阻型IGCT换流阀研究

换相失败是基于晶闸管换流阀的高压直流（HVDC）输电系统常见故障,严重威胁电网安全运行。为有效解决换相失败难题,此处从电力电子器件的基本特性出发,提出了基于逆阻型集成门极换流晶闸管（IGCT）换流阀的换相失败抑制方法和直流输电系统拓扑方案。搭建了系统仿真模型,对比研究了在直流系统逆变侧出现换相失败故障后,采用晶闸管换流阀和逆阻型IGCT换流阀对直流系统的影响情况。仿真结果表明,逆阻型IGCT换流阀对换相失败故障的抑制效果良好。根据目前IGCT器件的研制水平,设计了逆阻型IGCT换流阀,并提出了控制逻辑。基于研究成果,进行了逆阻型IGCT换流阀样机研制。为验证样机性能,搭建了合成试验回路系统,开展了逆阻型IGCT换流阀的通流试验和电流关断试验,试验结果证明IGCT换流阀的设计和研制满足要求。研究结果可为以后直流输电工程的系统研究和换流站关键设备设计提供参考。     

特高压直流碳化硅晶闸管阀损耗探讨

碳化硅是发展最为成熟的新型宽禁带半导体材料,且碳化硅功率器件近期已开始代替常规的硅基器件。以典型的±800 kV,额定电流为5 kA的高压直流输电工程为实例,建立了换流阀基本组件的电气模型,用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了换流器仿真电路,研究碳化硅晶闸管在高压直流换流阀中的应用。对基于碳化硅晶闸管和普通硅晶闸管的直流换流阀电气特性和损耗进行仿真结果比较。计算结果表明:用碳化硅晶闸管来代替传统的硅晶闸管,可以在不同的触发角和工况下大幅减少系统的功率损耗。最后估算了在直流工程中使用碳化硅晶闸管阀带来的经济效益。     

高压直流输电换流阀实时测温方法研究

对比分析高压电气设备现有测温方式的优缺点,指出只有红外测温方式才适用于高压直流输电换流阀的实时测温,并对现有红外测温方法加以改进。实践证明,改进型红外测温监测系统应用效果良好。     

直流输电换流阀光纤测温系统设计及试验研究

为实时在线监测高压直流输电(HVDC)换流阀运行过程中温度分布情况,设计基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的实时温度监测系统。对FBG传感器进行了校准,通过对校准数据点的二项式数据拟合方式实现HVDC换流阀温度监测对光纤温度测量数据的精度要求。设计了适合HVDC换流阀的FBG温度传感器的技术参数、传感器测点外观要求和测温光纤的布局结构,通过对HVDC换流阀热运行试验中关键元件测点温度实时监测和后期数据分析处理,获得可靠有效的测量数据,成为HVDC换流阀设计和试验验证重要的测试手段。结果表明,这里设计的FBG温度在线监测系统具有可靠的远程在线实时监测功能,在HVDC换流阀研发试验和工程应用中具有较高的实际应用价值。     

高压直流换流阀器件高频建模

高压直流(HVDC)换流站电磁干扰主要由阀体内的晶闸管在周期性的导通和关断过程中产生,该干扰中的高频分量通过辐射和传导两种形式会对换流站内的通信设备、计算机和载波系统操作等产生影响.所以,建立换流阀高频电路模型对该干扰进行预测,研究其时频特性是进行干扰机理分析的前提条件.本文对HVDC阀体内的晶闸管、阻容吸收电路和饱和电抗器的阻抗频率特性进行了测量(频率范围:100kHz～50MHz),在此基础上,通过矢量匹配方法对测量所得的离散点进行有理函数逼近,基于阻抗综合理论建立了阀体主要器件的高频等效电路.该电路能够直接应用于EMTP和PSCAD进行仿真,可为换流站内其他设备的抗干扰度以及阀厅屏蔽设计提供可靠依据.仿真结果和测量结果的比较,验证了本文建模方法的正确性.     

高压电缆实时导体温度计算与载流量预测探究

电缆导体的实时温度是电缆是否达到载流量的判断依据。为了计算电缆的温度场,相关研究人员采用过数值分析、解析计算、试验和温度在线监测等方法。本文在构建电缆动态热路模型的基础上,结合敷设环境等条件,借助Matlab软件求得动态热路微分方程组的数值解,得到电缆温度场的实时分布情况,并预测出不同条件下电缆的可承受载流量。根据该方法也可以得到在施加阶跃电流作用下的电缆温度场的实时分布情况,并且可以计算出导体达到指定温度所需要的时间。分析结果表明,本文采用的方法不仅可以计算电缆的实时温度场和可承受载流量,还能够合理推算导体温升的时间,对相关工程实践有重要的参考意义。     

模块化多电平换流器直流双极短路故障耐受能力研究

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在直流侧发生双极短路的故障情况,建立了MMC闭锁后的故障电流回路,给出了二极管以及保护晶闸管的电流分配和结温理论计算方法,考核直流双极短路故障耐受能力。在MATLAB/Sinulink下进行了换流阀闭锁后故障电流回路的建模与仿真,并在MMC背靠背试验系统中进行了试验研究。仿真和试验结果表明,所提分析和计算方法准确可行,该方法对校核模块化多电平换流器在实际工程中的直流双极短路故障耐受能力以及器件选型具有重要的理论指导意义。     

适用于电压源换流器型高压直流输电的模块化多电平换流器最新研究进展

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)为多电平换流器家族中的一员,其技术特点非常适用于电压源换流器型高压直流(voltage source converter high voltage direct current,VSC-HVDC)输电领域。为了分析MMC的最新研究进展,首先介绍了MMC的拓扑电路及其工作原理,分析了其技术特点和应用领域,比较了其相对于传统2电平和3电平VSC拓扑的优势所在。然后分别从MMC的数学模型、调制策略、子模块电容均压、预充电、内部环流、控制方面、换流阀试验以及其在VSC-HVDC系统中的工程应用等方面,回顾了MMC目前在国内外的最新研究进展和工程应用现状,并指出了MMC自身的缺点和今后亟待研究的关键问题。已有的研究表明,MMC在电力系统中有着广阔的应用前景,是未来高压直流输电技术的一个重要发展方向。     

基于热阻模型和温度迭代的阀损耗计算方法

换流阀是特高压直流输电工程重要的组成部分,其损耗计算对特高压工程的系统设计、散热器参数选择等具有重要的作用。阀损耗与电力电子器件的调制方式、器件类型等密切相关。针对精确估算阀损耗的问题,提出了利用等效热阻模型和温度迭代方法获得器件工作温度,进而求解换流阀损耗的精确计算方法。根据理论研究结论,开发了阀损耗计算软件,该计算软件能同时考虑阀损耗与运行参数的关系。并利用ABB公司提供的IGBT模块损耗计算软件进行了仿真验证。最后绘制了阀损耗与运行参数的特性曲线,为换流阀和散热器的参数设计提供了参考依据。     

集成化直流换流阀短路试验研究

基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电(HVDC)技术已经取得了快速发展.这里根据MMC-HVDC换流阀半桥子模块的拓扑结构,分析了最为严重的直流双极短路故障工况,得出了短路电流的解析表达式.短路电流试验是考核换流阀耐受短路电流能力的重要型式试验项目,根据试验的等效性原则,提出了基于合成方法的短路试验系统拓扑方...     

面向高压直流输电的电流源型主动换相换流器研究综述

采用自关断功率半导体器件的电流源型主动换相换流器(actively commutated converter,ACC)具有有功与无功功率可解耦、不存在换相失败、无需大量储能电容等特点,在高压直流输电领域具有较好的应用前景。该文针对适用于高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)的ACC功率半导体器件及其均压方法、电路拓扑、调制方法、功率特性、控制策略、故障及保护方法等进行调研和分析。结合具体实例,将ACC与现有HVDC的2种换流器,即电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)进行对比分析。同时,对ACC的潜在应用、存在的问题以及发展的方向进行总结和归纳。     

轻型直流输电在海上风力发电并网中的应用

比较海上风电场的并网方法,说明了轻型直流输电技术在连接风电场与电网方面具有的独特优势。在换流站的d-q解耦控制基础上,研究设计了轻型直流输电控制器,并利用PSCAD/EMTDC仿真软件,对海上风电场的轻型直流输电模型进行仿真。仿真结果表明,轻型直流输电能很好地承担海上风电场的并网工作,并且具有快速的电流响应特性和鲁棒性。     

可调低压大电流输出DC—DC变换器研究

文章研究了输出电流电压可调的低压大电流DC-DC变换器的实现技术。在分析比较并联双管正激变换器两种交错并联方式优缺点的基础上,采用了在输出电压侧并联的方式,提出了只用一个电流互感器交错采样,实现两路交错开关,并且输出均流的电路方案。分析了变换器的工作模态,研究了变压器、电感等功率电路参数对均流性能的影响,给出了实验结果。