云广直流同极双阀组电压平衡控制分析及改进

云广±800 kV特高压直流输电工程采用同极双12脉动阀组串联结构,双阀组电压的平衡控制相当重要。分析了双阀组电压平衡控制的策略和实现过程,针对两起分接开关导致的电压控制异常进行了分析,并结合现场实际提出改进建议,对改善系统运行有一定帮助。     

云广特高压工程控制系统功能分布研究

特高压直流输电系统采用串联双12脉动换流器接线方式,结构及控制复杂.对其控制系统功能分层结构进行分析研究具有重大意义.详细分析了特高压直流输电系统的功能分层结构,包括双极层、极层和阀组层的控制功能以及它们之问的相互协调和配合.     

10 000 MW特高压直流工程受端分层接入交流 电网方式下直流控制系统研究

对于受端分层接入1 000 k V和500 k V交流电网的新型电网结构方式,传统的特高压直流控制系统已经不再适用,需要重新研究设计。在对这种新型电网结构方式的特点进行了分析后,给出了与之相适应的直流控制系统整体结构和功能配置。受端同极的两个串联阀组接入不同的交流电网,引起的最大难题是阀组间电压的不平衡,为从控制功能上解决阀组间电压实时平衡的问题,提出一种利用受端串联阀组中点电压测点的双阀组电压平衡控制策略。最后通过RTDS建模试验验证了控制策略的正确性,为2015年电网公司即将实施的分层接入特高压直流工程提供了完整的控制保护解决方案。     

±800 kV特高压直流输电系统解锁/闭锁研究

基于串联双阀组的解锁/闭锁准则,详细研究了特高压直流输电系统各种工况下的解锁/闭锁过程及其控制策略.解锁极的第一个阀组,同时解锁极的双阀组,闭锁极的第二个阀组及同时闭锁极的双阀组采用与常规直流输电系统一致的控制策略;对于串联双阀组特有的第二个阀组解锁和第一个阀组闭锁,设计了新的控制策略.不建议在站间通信失败时解锁极的第二个阀组;极闭锁后建议断开其旁路开关以防止不平衡电流流过停运极.     

数字化变电站智能测控设备的一种测量方案研究

特高压直流输电系统采用串联双12脉动换流器接线方式,结构及控制复杂。对其控制系统功能分层结构进行分析研究具有重大意义。详细分析了特高压直流输电系统的功能分层结构,包括双极层、极层和阀组层的控制功能以及它们之间的相互协调和配合。     

分层接入方式下锡泰特高压直流输电系统阀组电压平衡控制

锡盟—泰州±800kV特高压直流输电工程,采用分层接入的方式,在泰州换流站分别接入1 000kV和500kV交流电网。在这种新型电路结构下,如何保证单极中接入不同电压等级交流电网的两个串联阀组的直流电压均衡,对于直流输电系统的安全稳定运行是非常重要的。结合锡盟—泰州直流工程,在分析直流输电系统控制策略的基础上,对分层接入的阀组电压平衡控制进行研究,提出了电压平衡控制策略和中点分压器容错处理方法。通过RTDS建模试验验证了控制策略的正确性,并在锡盟—泰州特高压直流工程获得应用。     

LCC-MMC特高压混合直流输电系统高低压阀组均压控制策略

整流侧为LCC、逆变侧为MMC的LCC-MMC特高压混合直流输电系统的换流站由高低压阀组串联形成,当系统采用“LCC定电流控制/MMC定电压控制”和“LCC定电压控制/MMC定功率控制”两种控制策略时,分别存在整流站LCC和逆变站MMC的高低压阀组直流电压和有功功率不平衡的现象。提出了高低压阀组之间存在的不平衡电流和阀组电压未直接受控是导致阀组间直流电压不平衡的原因,并分析了不平衡现象的机理过程。对此提出了基于高低压阀组实际电压与额定电压偏差修正控制目标的均压控制策略,使得阀组间直流电压能够得到均衡控制。最后在PSCAD/EMTDC平台上对提出的均压控制策略进行了有效性验证。     

一种柔性直流输电阀控测试系统设计与实现

设计了一种模块化多电平柔性直流输电阀控测试系统,包括极控模拟装置、换流站主电路信号发生装置、换流阀子模块模拟装置和监控后台等。该测试系统可以在不使用极控系统和换流阀本体的条件下,完成对模块化多电平柔性直流输电阀控系统的基本功能测试,包括子模块电容电压的读取和状态监视、均压控制、阀控对子模块故障处理逻辑、阀控自身故障处理逻辑、系统电压电流的采集等。仅需调整子模块模拟装置的接口数量,即可满足不同容量和电压等级的柔性直流输电阀控系统测试需要。对MVCE 300型柔性直流输电阀控系统进行了实际测试,测试结果表明,该测试系统可以满足柔性直流输电阀控设备厂内调试的需要。     

±800 kV特高压直流输电系统解锁/闭锁研究

基于串联双阀组的解锁/闭锁准则,详细研究了特高压直流输电系统各种工况下的解锁/闭锁过程及其控制策略。解锁极的第一个阀组,同时解锁极的双阀组,闭锁极的第二个阀组及同时闭锁极的双阀组采用与常规直流输电系统一致的控制策略;对于串联双阀组特有的第二个阀组解锁和第一个阀组闭锁,设计了新的控制策略。不建议在站间通信失败时解锁极的第二个阀组;极闭锁后建议断开其旁路开关以防止不平衡电流流过停运极。     

云广±800kV直流输电工程双12脉动串联阀组同时解锁特性分析

云广±800kV直流输电工程两端换流站均为双极配置,每极采用双12脉动阀组串联结构。双12脉动串联阀组同时解锁是该工程实现800kV额定直流电压运行的直接方式,因而成为现场系统调试中非常重要和备受关注的试验项目。基于现场调试结果,分析了不同解锁条件下双12脉动阀组同时解锁的特性,并对云广直流工程的双12脉动阀组同时解锁性能进行了评估。     

环状柔直工程直流极闭锁判据及措施量计算方法

以往常规直流与柔性直流工程的结构均为端对端或多端辐射,对应的稳定控制系统采用换流变电气量和直流极非正常停运信号作为极闭锁的判据,但该方法不适合环状结构的柔性直流输电工程应用,无法可靠地识别换流器闭锁故障。文中根据张北柔直输电工程稳定控制系统研制经验,提出一种新的适用于稳定控制的直流极闭锁判据改进方法。该判据在直流轻载时将直流控制保护的特征信号作为主要判断对象,在直流极运行功率超过10%额定功率时则将直流控制保护的特征信号结合换流变电气量作为主要判断对象,改进后的判据同样适用于特高压直流输电工程与多端环网柔性直流输电工程。同时,文中提出张北柔直输电工程稳控措施量计算方法,为后续柔性直流输电工程、特高压直流输电工程应用提供了参考。理论分析及实时数字仿真系统(RTDS)实验验证了判据的可靠性。     

特高压直流控制系统融冰工作方式研究

针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的现状,讨论了特高压直流工程阀组单极2阀组并联和双极2阀组并联两种方案;提出了特高压直流系统融冰的控制策略——整流侧并联的2个阀组分别处于定电流控制,逆变侧并联的2个阀组一个定电流控制、另一个定电压控制,其中逆变侧定电流阀组的电流参考值跟踪线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的阀组控制整个极的直流电压;分析了融冰方式需要在原直流控制保护系统基础上增加的功能。针对单极2阀组并联的融冰方案进行的实时数字仿真(RTDS)试验证明该融冰方案是可行和有效的。     

柔性直流控制保护系统方案及其工程应用

结合厦门柔性直流输电示范工程,对柔性直流控制保护系统方案及其工程应用进行了研究,包括控制保护系统的分层结构、极控制系统的基本控制策略、控制系统结构、极控制系统与阀控制系统间的接口特性,以及直流保护系统功能的配置情况。为了验证极控制系统、阀控制系统及换流阀之间工作的正确性,防止首次有源解锁出现大电流损坏换流阀,针对真双极拓扑结构系统,提出了无源逆变试验方案,现场试验结果证明了阀组触发相序的正确性,实现了对控制系统延时的完全补偿。无功和有功功率阶跃试验结果表明,控制系统在性能上和速度上满足快速性、可靠性、灵活性要求。直流保护跳闸试验结果表明,保护逻辑功能正确,换流阀正确闭锁、断路器正确跳闸。     

适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器

双极性结构低压直流配电系统具有负荷灵活接入、运行可靠性高等优势.为了最大限度地减少功率变换级数并提升双极母线电压平衡能力,提出了一种适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器.首先,介绍了自平衡隔离型DC-DC变换器的拓扑结构与调制策略,并分析了不平衡负载情况下正负极性直流电压自平衡机理及其换流过程;然后...     

混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制

随着高压直流输电的发展,柔性直流与常规直流接入同一或电气距离较近交流母线,形成混合多馈入交直流混联系统。为充分发挥柔性直流功率解耦及快速调节特性,减小常规直流换相失败概率,并保持交直流混联系统电压安全稳定,文中提出了一种混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制方法。首先,对混合多馈入交直流系统进行建模,并分析柔性直流不同控制方式下控制量对交流母线电压灵敏度的求解方法。其次,构建两级协调电压控制,系统级控制以交流系统最低节点电压轨迹偏差和控制成本最小为目标;换流站级控制以保证常规直流馈入母线电压和换相裕度为目标。根据发电机无功裕度设计不同的控制方案,针对常规高压直流输电熄弧角和有功功率,避免其发生控制冲突,设计两级协调策略。最后,仿真结果表明所提控制方法能够明显提高交直流混联系统的中长期电压稳定性。     

Research on high voltage DC transmission system optimal control based on MMC

In high voltage direct current (HVDC) transmission system, modular multilevel converter (MMC) is not satisfactory to maintain the balance of the capacitor voltage and doesn’t have the DC side fault ride-through capability. This paper presents that the MMC bridge arm consisting of half bridge module and clamping double sub module in series can reduce the loss of steady state operation and the amount of components. The repetitive predictive control is proposed to suppress the circulation current and balance the capacitor voltage based on the topology of MMC. A related model is built in the PASAD/EMTDC software environment and a repetitive predictive control strategy is developed. The simulation results show that the proposed system not only has the DC side fault ride-through capability, but also carries out the capacitor voltage balancing task and minimizes the circulating currents.     

柔性直流换流阀改进运行试验方法

为了实现对柔性直流换流阀更准确的综合应力考核,针对换流阀中含有二次环流等分量的阀电流,提出了柔性直流换流阀改进运行试验方法,可满足不同功率等级下柔性直流换流阀含有不同特征电流运行工况的试验要求。首先,对柔性直流换流阀的典型运行工况进行了应力分析,重点分析了换流阀的电流特征;其次,结合应力分析,考虑到实际工程中换流阀运行时未投入环流抑制时的桥臂电流中包含较大的二倍频分量的工况,在柔性直流换流阀的阀段试验装置和不增加试验成本的基础上,通过调制控制策略,提出了针对含二次环流分量的阀电流应力和电压应力考核的试验方法,并阐述了其运行机理;最后,搭建了实际的试验系统,并进行了验证。试验结果表明,该柔性直流换流阀改进运行试验方法具有可行性和有效性。