柔性直流输电系统阻抗稳定性分析

采用基于ESAC(energy system analysis consortium)标准的阻抗分析方法分析了柔性直流输电系统(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)的阻抗特性和稳定性。首先建立了柔性直流输电系统的等效电路,进而通过其复频域等效电路分析了VSC-HVDC柔直系统的阻抗特性,并由ESAC标准的阻抗分析法提出了判断VSC-HVDC柔直系统稳定性的实用判据。然后在复频域中得到了柔直换流站在不同PI控制参数下的Nyquist曲线以确定柔直系统的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中进行了时域电磁暂态仿真,其稳定性结果与在复频域中的计算结果一致,进一步验证了所提出的稳定判据的正确性。     

综合时域和频域性能要求的高压直流控制参数整定方法

针对目前采用电网换相换流器的高压直流输电工程的比例-积分（proportional integral,PI）控制器参数整定方法中,均使用缺少理论依据的试凑法的局限性,提出了一种高压直流输电系统PI控制器参数整定方法。通过建立高压直流输电系统的线性化状态空间模型,进而得出含有PI控制器参数变量的系统线性化传递函数表达式;接着,利用所求表达式分别求出PI控制器参数对系统时域性能和频域性能的影响结果,得出仅考虑系统时域性能指标或频域性能指标的控制参数整定范围;然后,利用这两个结果得出系统“时域-频域性能指标对应关系”;最后,利用这一关系制定出了适用于高压直流输电系统控制参数整定的稳定裕度。     

高压直流输电系统直流保护整定预备量分析

基于电磁暂态仿真整定直流保护定值目前存在着容易遗漏故障量极限值、工作量偏大和整定自动化程度较低等缺点.针对这些影响保护定值合理性的现状,提出了直流保护整定预备量的定义,分析了系统运行方式和故障时刻对预备量的影响.进而提出了获取预备量的方法.基于上述研究设计了仿真研究直流保护定值的整定流程,并归纳了直流保护整定所涉及到的...     

大容量柔性直流输电系统接入对电网暂态稳定性影响分析

结合厦门柔性直流输电科技示范工程,分析大容量柔性直流输电系统接入对电网暂态稳定性影响机理,利用PSD-BPA暂态稳定仿真程序对大容量柔性直流输电系统接入电网后暂态稳定进行仿真分析。结果表明:柔性直流输电系统接入对交流电网单一故障暂态稳定影响不明显;柔性直流输送功率大小及短路比对暂态过程电压有影响。随着柔性直流输电系统向交流电网输送功率增大,电压稳定水平将提高,短路比越小,效果越明显。针对交直流混联电网安全稳定问题,提出相应的措施建议。     

高压直流输电线路行波保护实用整定原则

现阶段行波保护缺乏成熟整定原则,导致整定计算效率不足且隐藏误整定因素。基于此,提出高压直流输电线路行波保护的实用整定原则。考虑直流输电线路区内、区外不同故障类型,分析了直流线路端口电压变化率、电压变化量、电流变化量的故障响应特性;揭示了行波保护电压变化率、电压变化量、电流变化量动作判据的功能,分析了各动作判据的逻辑配合关系;考虑保护灵敏性和选择性要求,提出了各动作判据定值的实用整定原则。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提整定原则的有效性。     

直流输电与交流输电技术经济分析及共存时电力系统稳定性探讨

随着电力系统的不断扩大，电力技术的不断进步和输电方式的改进，直流输电技术日益成熟。我国及我省相继进行了直流输电的探索和建设，直流输电在电力传输中将日益受到重视。但在交直流传输电网中，稳定性问题又是一个新课题，直流输电方式的运用，增加了电网稳定性研究的技术难度。本文通过阐述交直流输电的优确点及技术经济比较，以及共存时的稳定探讨，提高对交直流共存电网稳定性认识。     

提升组网型变流器并网交互稳定性的控制参数整定方法

当组网型变流器与电网发生交互振荡时,调节变流器的控制参数来改善其阻抗特性是提升其与电网的交互稳定性的重要措施。为提出适用于不同的组网型变流器的简洁通用的参数整定方法,采用解析方法对不同的组网型变流器控制参数影响序阻抗的规律进行了统一分析。分析结果表明,在非极端参数下,有功功率环参数只影响基频附近非常窄的频段的序阻抗,电压环参数在宽频段内均对序阻抗有显著影响,电流环比例系数在中高频段影响序阻抗。进一步地,根据分析结果总结出了一套简洁通用的调参原则,即在非极端参数下,适当地增大惯量或电压环比例系数,或者降低电压环积分系数,均有利于避免次同步频段的交互振荡。这为提高变流器并网系统交互稳定性的控制参数整定提供了一般指导。实验结果证明了分析结果和调参方法的正确性。     

多端柔性直流输电系统在海上风电场并网中的应用

随着地理上高度分散的近海风电场的大规模开发,传统并网方式已不能满足要求,提出了风电场经多端柔性直流输电系统及交流线路与电网互联的策略,并设计了各换流站的控制方法。建立了VSC-HVDC的数学模型,并分析了其工作原理。在PSCAD/EMTDC的仿真环境下,搭建了含多端柔性直流输电系统的模型,分析了混合输电方式下电网运行的稳定性。仿真结果表明交直流混合输电模式灵活、可靠、经济,风电场出口处短路故障切除后电压能够快速恢复,确保了风电的可靠输出。     

高压直流输电线路行波特性与保护定值整定

以基于行波幅值的高压直流输电线路行波保护方案为对象,研究了影响行波特性的几种因素。研究表明:故障位置远、接地过渡电阻大、降压运行以及换流器退出运行等因素均会造成行波幅值降低、变化率减小。结合向家坝—上海±800kV特高压直流输电示范工程(简称向上工程)的行波保护逻辑,分析了行波波形出现瞬时扰动、剧烈振荡时保护逻辑的抗干扰性能,并研究了保护逻辑间的配合、判据判定方式、保护配置方案等因素对定值整定的影响。在此基础上提出了行波保护整定流程。最后,建立了向上工程的PSCAD/EMTDC仿真模型,验证了该整定流程的可行性。     

柔性直流配电系统线路保护与定值整定

目前,随着电力电子技术的逐渐成熟,柔性直流系统受到广泛关注。作为柔性直流配电系统发展的关键技术,保护所面临的主要挑战是如何利用受限和持续过程极短的故障电流可靠识别和快速隔离故障。文中针对基于具有直流故障隔离能力换流器的柔性直流配电系统,分析了直流线路发生单极接地故障、双极短路故障以及断线故障时的故障特性,提出直流线路的保护方案。同时依据继电保护对四性的要求以及各保护之间的配合关系,确定保护动作的边界条件,反推出保护定值的合理范围,最终形成直流保护定值整定原则和整定计算方法,为实际工程中的保护设计和应用提供了参考。最后,在PSCAD仿真平台搭建仿真模型,仿真结果验证了保护方案的可行性以及保护定值整定的合理性。     

新型高压直流输电的开关函数建模与分析

新型高压直流输电--基于电压源换流器(VSC)的新型高压直流输电(VSC-HVDC)的拓扑 结构变化复杂。文中通过引入单极性二值逻辑开关函数,建立了能够反映VSC-HVDC内部特性 和物理过程的开关函数数学模型。该模型中计及了换流变压器的不同变比及三相电网电压的不平 衡,具有一般性。EMTDC和MATLAB中的仿真结果表明该模型在具有很高准确度的同时,还能 显著缩短仿真时间,提高仿真效率。     

适用于大规模风电并网的多端柔性直流输电系统控制策略

提出了一种适用于区域大规模风电并网的六端柔性直流输电系统,设计了该系统的协调控制策略,即送端电压源型换流器(VSC)采用交流电压控制、受端VSC采用直流电压下垂控制。以直流网络损耗最小作为优化目标,计算了系统稳态运行点。通过在PSCAD/EMTDC平台上搭建仿真算例,验证了所提出的系统控制策略可以自动跟踪风电功率波动并协调受端功率分配。通过设计系统启动和风功率波动及交流侧故障和换流器停运的仿真算例,验证了该六端柔性直流输电系统具有良好的功率调控能力和运行灵活性。     

电压源换相高压直流输电系统接地方式设计

针对电压源换相高压直流输电(voltage sourceconverter based HVDC,VSC-HVDC)系统分析了其不同接地方式的优劣性。通过建立VSC-HVDC的电磁暂态模型,对不同接地方式下的系统稳态谐波性能、内部交流母线故障特性以及直流线路故障特性进行了详细的仿真研究,并深入分析了故障机制。通过比较不同接地方式下的系统稳态及暂态工况,分析了不同接地方式的优劣性。作为结论,提出了滤波器中点连接于直流电容中点,同时直流电容中点通过高阻接地的VSC-HVDC系统接地配置方案对于提高系统的稳态及暂态性能是有利的。     

基于三电平电压源换流器的高压直流输电系统的控制策略研究

分析了基于电压源换流器 (VSC)的高压直流输电系统的有功及无功控制原理 ,并以此设计出两端三电平VSC的控制器 ,控制器设计中采用了PI调节器和空间矢量PWM技术 ,并通过时域数字仿真验证了所设计控制器的优越性。     

基于PCHD模型的VSC-HVDC的无源控制及滑模辅助改进控制

无源控制因具有全局稳定性且不存在奇异点,逐渐被应用到基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)控制中。提出一种设计方法较为简单的基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源控制策略,然后加入辅助滑模控制以提高其鲁棒性。在Matlab/Simulink中的仿真实验表明,所提两种控制策略与优化后的PI控制策略相比,具有较好的动态性和鲁棒性。     

南汇柔性直流输电示范工程的控制方式和运行性能

根据直接电流控制原理设计了南汇示范柔性直流工程换流器控制器和相应的阀控制器。基于工程定位,分析了示范工程的风电场系统接入、运行方式和控制策略,讨论了示范工程的调试。在不同运行方式下测试了示范工程的运行性能,结果显示：示范工程性能优异,控制灵活,工作可靠,满足设计要求。     

VSC-HVDC连续时间状态空间模型及其控制策略研究

在dq同步旋转坐标系下,推导出VSC-HVDC的连续时间状态空间模型,电压源型换流器（VSC）的双轴模型通过前向补偿方法得到解耦,从而实现了有功与无功、直流电压与无功的独立控制.在功率和电压控制中采用了级联控制方法.根据所得到的模型,分别提出了VSC-HVDC用于联结2个有源系统和向无源系统供电的控制策略.在无源系统控制中,采用了空间矢量的概念.基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的数字仿真结果验证了数学模型的正确性及控制策略的有效性。     

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。     

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。     

基于线性变参数方法的VSC-HVDC变增益附加阻尼控制器设计

电压源型高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统的直流附加阻尼控制器能够提高交/直流并联输电系统的稳定性,增大系统区域间的阻尼,但VSC-HVDC的非线性特性,使附加阻尼控制器的性能受到影响。为解决这个问题,文中通过选取并联交流线路的有功功率作为变参数向量,应用线性变参数(linear parameter varying,LPV)方法,设计了VSC-HVDC的变增益附加阻尼控制器。仿真系统的特征值分析和时域仿真结果均表明：在系统运行方式大范围变化的情况下,文中所设计的LPV附加阻尼控制器能有效抑制交流系统区域间的低频振荡。