基于阀电压或阀电流的HVDC换相失败故障诊断

为实现换相失败的快速准确诊断,以便及时采取有效的控制措施,减小换相失败对高压直流输电(HVDC)系统的影响,通过对换相失败机制和过程的分析,认为阀电压持续为零、阀电流持续非零并保持较高幅值可作为换相失败的本质特征,并据此提出基于阀电压或阀电流的换相失败故障诊断方法.若阀电压持续为零或阀电流持续非零的时间超过1个工频周期,可判定为HVDC发生换相失败.理论分析和仿真结果证明,该方法既可以准确有效地诊断换相失败,还可直观地显示发生换相失败的换流阀,而且原理简单,不存在诊断盲区.     

HVDC换流阀阀塔漏水检测装置研制

针对高压直流输电工程对换流阀可靠性的要求,研制了一种新型的安装在换流阀阀塔底部的漏水检测装置。装置利用漏水产生的浮力,使浮子上浮,带动检测装置的光模块内的轴发生转动,从而使轴内的光信号通道发生错位并阻断,产生相应的阀塔漏水报警信号。针对该原理分析了浮子的运动过程;并根据分析结果设计了浮子和集水容器,研究了容器中出水孔半径、高度对漏水流量检测的准确性和时效性的影响;针对漏水检测装置的可靠性、免维护性要求,设计研制了漏水检测装置样机,并通过试验验证,在国内特高压直流输电换流阀工程上得到了应用。     

基于阀电压的关断角计算方法对HVDC系统运行性能的影响

HVDC系统常在逆变侧采用定关断角控制控制系统的运行电压,闭环型定关断角控制的性能与采用的关断角计算方法密切相关,用阀电压计算关断角概念直接、简单。在阐述基于阀电压的关断角计算原理,讨论该计算方法与PI控制的配合的基础上,在PSCAD中建立了基于阀电压的关断角计算仿真模型,应用于PSCAD软件的CIGRE标准控制系统中,针对CIGRE标准测试系统进行了稳态与故障的仿真,并且将结果与应用PSCAD中的关断角计算模型的仿真结果进行了对比。仿真结果表明,基于阀电压的关断角计算方法具有良好的静态控制特性,在故障后具有一定的保护功能,故障后系统的恢复性能较差,但对过电压的影响较小,可以应用于过电压的计算。     

逆变侧交流电压畸变下HVDC运行特性分析

推导了逆变侧交流母线电压存在畸变时锁相环的输出特性和阀换相特性,揭示了谐波电压对逆变侧定熄弧角控制器和低压限电流控制器(VDCOL)带来影响的机理,解释了谐波电压的存在会减小逆变侧延迟触发角的指令值、降低直流系统传输容量的原因。针对交流母线电压谐波畸变情况下定熄弧角控制不能很好跟踪其整定值的问题,通过减小电流偏差控制的增益,有效减小定熄弧角控制在交流电压畸变时的稳态误差量,降低了传递容量的损失。提出了谐波影响下直流系统稳态工作点的计算方法。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性、改进措施的有效性和计算方法的准确性。     

直流阀控Amin功能异常导致直流输电换相失败及功率波动故障分析

本文结合某特高压直流输电工程运行过程中出现的换相失败及功率波动现象,通过对直流控制保护软件程序换相失败Amin功能介绍,分析现场故障波形和诊断故障原因,根据现场实际运行情况提出整改措施建议,保障特高压直流输电系统安全平稳运行。     

关于RTDS直流换流器熄弧角计算方法的商榷

直流换流器熄弧角是直流输电系统的重要电气量,常被用于判断直流输电系统逆变器的换相失败．在电力系统分析中,一般当直流熄弧角小于阀去游离时间对应的最小角度,则判断直流输电系统发生了换相失败。近来研究发现．RTDS等电磁暂态仿真工具输出的“熄弧角”只能用于辨别是否发生了换相失败．但却并不能用来详细分析换相失败特征．即该熄弧角并不是直流换流器的真正熄弧角．通过与相关仿真技术人员的商榷．研究了RTDS的熄弧角角度的计算方法。RTDS通过不断刷新阀桥6个阀的最小熄弧角去得到熄弧角．而不是各阀组熄弧角的依次组合输出。基于RTDS和带有实际直流控制保护系统的闭环仿真案例研究进行了必要的说明．所阐述的换相失败发生过程及其各种电气量轨迹对研究和理解直流换相失败的特征具有一定的意义．基于对换相失败各电气量的轨迹的研究．对电磁暂态仿真的直流输电换相失败的判断和分析给出了建议的方法．     

HVDC换流阀组件宽频带电压光电测量系统的研制

研制了用于测量换流阀组件电压分布的光电测量系统,以检验其均压效果。该系统主要由探头、光发射装置、光纤传输系统、光电转换装置组成,具有小尺寸、便携等特点。对所设计的光电测量系统进行了频带、冲击电压测试,其带宽为直流至7 MHz。试验结果表明,所设计的测量系统可以有效避免电磁环境干扰,能够满足测量换流阀组件电压分布的需要。     

基于Brune综合法的HVDC换流站阀系统宽频建模

为了预测计算晶闸管开断产生的电磁干扰噪声,准确建立阀系统各元件（晶闸管、阻容均压回路、均压电容、饱和电抗器）的宽频等效电路模型是十分必要的。为此,提出基于Brune综合法的HVDC换流站阀系统宽频建模方法：在测量得到各元件散射参数后,对测量到的数据进行转换和有理逼近,得到有理逼近表达式后应用网络综合方法进行电路建模。将等效电路的EMTP仿真结果与测量结果进行比较,验证了模型的正确性。     

±800kV云广特高压直流工程阀组控制系统分析

结合云广特高压直流工程特点,对常规直流工程中不单独设置的阀组控制系统从系统配置、软硬件平台及其包含的直流控制功能进行了分析和研究,并结合云广整个控制系统特点,对云广特高压直流工程调试所出现的相关问题进行了分析,指出其与常规直流工程极控系统的不同之处。     

HVDC换流阀合成试验控制及保护系统设计与开发

随着高压直流输电技术的发展,换流阀的额定容量大幅增长。传统的背靠背装置受装机容量限制,已很难适应试验需求。合成试验回路有独立的电压源和电流源,通过控制辅助阀的通断,为试验提供所需的电压和电流,是目前较好的替代方法。文中介绍了合成试验控制及保护系统的硬件结构、工作原理及软件配置。动态模拟试验结果证明该系统能很好地实现各项试验要求。     

逆变侧熄弧角GAMMA-KICK控制仿真计算

给出了在投切交流滤波器组或电容器组时,不同熄弧角变化量的Gamma kick控制下交流电压的变化情 况,计算表明采用Gamma kick控制可在一定程度上限制投切操作时电压的变化,防止换相失败的发生,同时保证 交流母线电压的质量。     

一种新型实用的三相交流同步发电机微机测试系统

以ＰＣ机为核心,研制出三相交流同步发电机微机测试系统,经实践应用,运行可靠。文章着重介绍了在同步发电机试验上应用微机检测技术与异步机的不同之外及针对同步发电机试验的特点及要求所采取的技术措施。     

HVDC换流阀非周期触发试验方法

高压直流输电(HVDC)换流阀单阀非周期触发试验是换流阀绝缘型式试验中的难点。按照IEC 60700-1标准要求,通过对实际应力的分析及试验电路拓扑的设计,给出了满足工频补能型换流阀要求并可兼容换流阀抗电磁干扰试验的试验电路。在上述研究的基础上,顺利完成了宁东-山东直流输电工程±660kV HVDC换流阀的非周期试验,复现了工程中的非周期触发电压、电流应力。试验电压峰值达685kV,电流峰值为8.1kA,最大电流变化率达到1.4kA/μs,均满足实际工程中非周期触发试验应力的要求,并考验了换流阀的电流和电压耐受能力。试验结果表明宁东工程换流阀能够耐受规定的非周期触发应力。该试验电路设计合理,准确反映了晶闸管导通后前10μs的电压、电流应力,并实现了各强应力源μs级的时序配合。     

HVDC故障恢复特性的分析及改善措施

为了探究影响高压直流输电(HVDC)故障恢复特性的主要因素及改善其恢复特性的措施,文章分析了包括交流系统强度、直流输电极控制中相关参数的设置及故障恢复期间交流系统的无功补偿特性在内的各种因素在系统切除故障后对电压及功率恢复的影响,提出了包括AC-VDCOL与DC-VDCOL相结合的低压限流环节(VDCOL)并且在故障恢复期间改变VDCOL的特性曲线,增大系统故障期间熄弧角整定值的优化控制、采用SVC进行无功补偿等措施来改善HVDC故障恢复特性。利用PSCAD/EMTDC仿真软件在CIGRE直流输电标准测试系统中进行故障仿真。结果表明当系统发生故障时,交流系统强度越强越有利于系统故障后电压及功率的恢复,采用SVC无功补偿、优化的低压限流环节和熄弧角控制有利于改善故障的恢复特性。     

CCC的补偿度对HVDC系统的影响分析

利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具对逆变器为电容换相换流器(CCC)的高压直流(HVDC)输电系统的稳态特性和暂态特性进行了仿真计算,并对仿真结果进行了详细的分析。研究了整流侧定电流、逆变侧定电压控制方式下,CCC中串联电容器补偿度对稳态运行中的HVDC输电系统的熄弧角、换流器与系统间交换的有功功率、无功功率、换流母线电压以及换流器的基波功率因数等的影响。对整流站换流母线处分别发生单相接地和相间短路两种故障形式进行了仿真计算,并研究了换流母线电压的恢复过程及电压暂降与临界补偿度的关系。研究表明考虑到稳态和暂态特性,在整流侧定电流、逆变侧定电压这种控制方式下,CCC的串连电容器补偿度的选择要兼顾防止换相失败和防止引起交流系统不稳定来考虑,并非越大越好。     

嵊泗HVDC换流阀内水冷回路分析

:介绍了嵊泗直流输电工程晶闸管换流阀内水冷回路的结构 ,并对晶闸管换流阀内水冷回路电极的设置、直流均压设施、阀层间主水管增设伞裙、主水管顶部增加排气阀的必要性、内水冷回路支水管堵塞问题以及运行中内水冷回路冷却水的补充方案修改和水温的确定等方面进行阐述。     

特高压直流输电系统在线投退阀组策略研究

相较于常规直流输电系统,特高压直流输电系统运行方式的多样化增加了双阀组之间协调控制的难度。从±800 kV特高压直流系统的控制特性出发,分析了目前特高压直流工程中常采用的三种控制模式:直流电流控制、直流电压控制和预测性熄弧角控制。以雁淮特高压工程为例,研究了特高压直流系统的在线阀组投退策略,通过对两种不同方式的投退策略进行分析、比对,得出了一种对直流输电系统影响最小的在线阀组投退策略。     

电容换相逆变器换相失败的研究

换相失败是直流输电系统的常见故障之一,研究逆变器的熄弧角对理解换相失败的本质及设计保护措施具有重要意义。详细描述传统逆变器熄弧角、电容换相逆变器的视在熄弧角和实际熄弧角的概念和数学模型,比较、分析三者之间的区别与联系。根据熄弧角的数学模型推导实际熄弧角的数学模型,分析影响电容换相逆变器换相失败的主要因素以及影响规律:电容换相逆变器在直流电流下降和交流母线电压升高时,实际熄弧角均减小,可能导致换相失败;换相电容设计值过大,静态换相裕度较小;交流系统不对称会恶化电容换相逆变器的换相性能,甚至导致换相失败。     

电动助力车用胶体阀控式铅酸蓄电池的研制

不是简单地用普通铅酸电池灌注胶体电解液就可得到胶体电池,必须根据胶体电解液的自身特点,研制出胶体电池专用极板配方、工艺和适合AGM隔板的胶体电解液配方,才能做出性能优越、使用寿命长的胶体电池。     

525 kV/3000 MW柔性直流输电IGCT-MMC换流阀研制

基于IGCT的柔性直流输电模块化多电平换流阀(MMC)具有低成本、低损耗、高可靠等潜在优势,在未来陆上大规模新能源送出以及深远海风电并网等应用中具有广阔的前景。在对比集成门极换流晶闸管(IGCT)和绝缘栅型双极晶体管(IGBT)两类功率器件技术性能基础上,介绍了±525 kV/3000 MW柔性直流输电IGCT-MMC换流阀的产品设计。依据IEC 62501标准,完成了IGCT-MMC换流阀产品的第三方见证试验。试验结果表明,所研制的IGCT-MMC换流阀产品技术性能符合设计要求。