背靠背直流输电技术及其在鲁西异步联网工程中的应用

背靠背直流输电技术可用于异步电网互联,文章介绍了背靠背直流输电系统的特点及世界上已投运的背靠背直流输电工程的情况。结合南方电网的首个背靠背直流工程——云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程(简称鲁西异步联网工程),介绍了常规直流与柔性直流组合的系统方案,包括单元接线方式、主要运行方式、主设备参数、换流站占地面积等,最后总结了鲁西异步联网工程的关键技术及创新点。     

鲁西背靠背直流工程投运电压等级、输电容量世界之最

正近日,世界电压等级最高、输电容量最大的柔性直流输电工程——"鲁西背靠背直流工程"柔性直流单元在罗平建成投运。该工程创造了该领域的多个世界第一,除了世界上第一次采用了常规和柔直单元的并联运行模式之外,柔直单元额定容量1000兆瓦、直流电压±350千伏,电压和容量都是目前为止世界最高水平的,工程的综合自主化     

特约主编寄语

正自2010年美国Trans Bay模块化多电平换流器型柔直工程投运后,近8年来,柔性直流输电技术的研究与工程应用在我国及世界范围内呈快速推进状态。自2011年南汇柔直工程投运以来,我国依次投运了南澳三端、厦门双端、舟山五端及鲁西背靠背柔直工程,正在建设渝鄂背靠背柔直以及全球首个直流电网工程——张北柔性直流电网试验示范工程,国家发改委业已核准建设世界首个特高压多端混合直流输电工程——乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程。     

云南电网故障对鲁西背靠背柔性直流输电系统的影响

针对鲁西换流站云南侧近区严重故障导致柔性直流阀控系统单套停运事件,通过分析保护动作情况,对比鲁西换流站在投运前开展的控制保护系统功能性能试验(DPT/FPT)结果,指出鲁西背靠背柔性直流保护系统的采样误差和阀控系统测量通道阶跃响应性能均不满足实际运行情况,为此提出了调整采样误差及保护参数设置、增加换流站投运前DPT/FPT试验项目等建议。本文研究结果对柔性直流输电的设计和运行维护具有参考价值。     

最高电压最大容量柔性直流背靠背工程开工

<正>2015年6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程,即云南电网主网与南方电网主网异步联网工程正式开工建设。本刊讯2015年6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程,即云南电网主网与南方电网主网异步联网工程正式开工建设(以下简称"鲁西背靠背直流工程")。据悉,随着云南水电的大量开发,南方电网加快了西电东送实施步伐,东西交     

柔性直流输电控制系统的功能与设计

以鲁西背靠背直流换流站柔性直流输电控制系统为例,介绍了柔性直流输电控制系统整体架构、硬件、控制功能及保护功能,并结合运行经验对柔性直流输电控制系统的工况进行研究。     

中国柔直输电技术再登新台阶

<正>6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程——云南电网主网与南方电网主网异步联网工程开工建设。该工程在世界上尚无成熟的工程建设经验可借鉴,诸多技术难题亟待攻克。因此,建设该工程将提升我国在柔性直流输电领域的技术水平,引领世界直流输电领域的发展方     

±350kV柔性直流系统穿墙套管设计选型

结合±350 kV云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程的系统特性,从系统对设备的适应性要求、参数配置、典型结构选型、监测装置、试验检验等方面提出了柔性直流系统用阀交流侧穿墙套管设计选型的关键技术原则。研究表明柔性直流工程用交直流穿墙套管设计时需要考虑系统拓扑及接地偏置引起的交直流电压叠加、多种运行方式变化造成的电压电流宽幅波动、套管安装位置对额定电流选取的影响等关键影响因素。分析了干式电容式或干式充气式两种典型穿墙套管结构形式,验证并提出套管用SF6压力监视表无需带温度补偿功能。研究成果已应用于云南电网与南方电网主网异步联网鲁西背靠背柔性直流输电工程用交、直流穿墙套管的设计开发。     

世界最高电压最大容量柔直背靠背工程开工

<正>6月12日,世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程——云南电网主网与南方电网主网异步联网工程(简称"鲁西背靠背直流工程")在云南省罗平县正式开工建设。随着云南水电的大量开发,南网加快了西电东送实施步伐。而东西交流电网送电距离越来越远,交直流混合运行电网结构日趋复杂,发生多回直流同时闭锁或相继闭锁故障的风险加大,对南网整     

特约主编寄语北大核心

近年来,基于电压源换流器的高压直流输电技术(即柔性直流输电技术)发展迅速、工程技术参数不断提高。鲁西背靠背直流工程中,柔性直流技术首次在大电网主干网得到了应用,柔性直流单元参数达到了±350kV/1000MW,2018年利用小时数超过5000h。融合常规直流和柔性直流的混合直流是先进的输电技术,并且向多端、特高压方向发展。     

柔性直流输电系统交流侧中高频谐振附加阻尼抑制措施

中国鲁西背靠背直流异步联网工程和渝鄂直流背靠背联网工程均发生过高频谐振现象,柔性直流输电系统的链路延时是导致高频谐振现象发生的关键因素.文中针对柔性直流输电系统的中高频谐振问题,基于谐波线性化方法建立了柔性直流输电系统从交流侧端口看过去的等效详细阻抗模型,并分析了模块化多电平换流器(MMC)阻抗在中高频段呈现负阻尼特性的原因.然后,对比分析了在电压前馈环节采用低通滤波器、带阻滤波器和非线性滤波器等控制方式对MMC阻抗特性的改善作用与谐波抑制效果,并提出3种附加阻尼控制器,分析了其对MMC阻抗特性的改善作用.最后,以鲁西背靠背直流异步联网工程广西侧模型为例,通过PSCAD电磁暂态仿真验证了详细阻抗模型的正确性和附加阻尼控制的有效性.     

基于鲁西背靠背柔性直流系统的南方电网黑启动方案

根据南方电网异步联网后的结构特点,提出了基于鲁西背靠背柔性直流系统的南方电网黑启动方案。首先,从云南异步联网运行的特点及对南方电网黑启动目标网架的影响出发,分析了鲁西背靠背柔性直流系统应用于电网黑启动的优势,提出了柔性直流系统的黑启动策略。在此基础上,研究了基于柔性直流系统的南方电网黑启动方案,并给出了利用鲁西背靠背柔性直流系统恢复云南电网和南方电网主网的详细路径和具体步骤。最后,通过现场试验和RTDS仿真验证了所提黑启动方案的可行性和有效性。     

柔性直流阀控系统环流抑制优化设计

以鲁西背靠背直流异步联网工程中的云南侧柔性直流阀控系统设计为例,分析了柔性直流阀控系统的功能特点,针对桥臂负序二倍频环流引起的功率损耗,提出了电容电压平衡的改进调制方法,并设计了环流抑制优化方案。云南侧柔性直流阀控系统实际应用结果验证了该设计的有效性和可靠性。     

MMC功率模块过压故障导致柔性直流闭锁分析

针对鲁西背靠背柔性输电系统模块化多电平换流器(MMC)功率模块过压故障进行深入分析,通过现场故障检查,返厂检验分析出功率模块过压原因,同时应用鲁西背靠背柔性输电系统RTDS仿真系统精准地进行了故障再现.最终,指出功率模块过压暴露的问题及改进措施,这些措施对柔性直流输电的设计有很高的参考价值,同时为我国柔性直流发展总结了...     

一种MMC并行建模方法研究

截至目前,国内已有四个MMC-HVDC工程投运,正在建设中并即将投运的鲁西背靠背直流工程将成为世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流输电工程。MMC超大规模的子模块数量会导致对MMC的仿真分析效率大大降低,不利于开展参数设计校验、控制策略验证等工作。提出一种基于FPGA的MMC并行建模方法,可实现MMC的实时仿真。在d SPACE实时仿真平台中建立MMC的FPGA模型,并与PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真环境中的器件模型进行对比,验证了所提建模方法的精确性和实时性。     

群岛新区的柔直故事

正世界首个五端柔性直流科技示范工程在舟山投运,标志着我国在柔性直流输电领域占领了世界制高点。6月27日,在顺利完成五站系统联调后,世界首个五端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流科技示范工程启动试运行。该工程是国家电网公司具有完全知识产权的重大科技示范工程,也是当前世界上端数最多、电压等级最高的多端柔性直流输电工程。工程的建成标志着我国在柔性直流输电领域占领了世界制高点,同时也为柔性直流及海洋输电技术在我国的大规模推广起到了很好的示范作用,为坚强     

电力简讯

亚洲首条柔性直流输电工程投运装备具国际先进水平市场前景广阔2011年7月25日,亚洲首条柔性直流输电工程——上海南汇风电场柔性直流输电示范工程通过验收并正式投运。这条我国拥有独立自主知识产权、具有世界一流水平输电线路的投运,标志着我国在智能电网高端装备方面取得重大突破     

柔性直流背靠背换流站阀控系统介绍及故障处理

为了提高柔性直流输电阀控系统运行的安全性和可靠性,针对一起柔性直流输电背靠背工程中阀控系统上位机与交换机通信故障引起的柔直跳闸事故进行分析。首先,对鲁西背靠背换流站广西侧柔直阀控系统的构架、控制策略进行介绍;其次,结合现有的柔性直流输电工程运行经验,深度剖析了阀控系统控制及逻辑,对此次跳闸后的处理提出合理的逻辑设计和解决方案。按所提出的解决方案修改内部跳闸逻辑和程序后,阀控系统内部上位机与交换机的通信故障只上报给SCADA系统,而不会引起阀控系统跳闸。     

MMC型电压源换流器阀运行试验研究

随着柔性高压直流输电技术的发展,电压源换流器性能优势得到了越来越广泛的认可,基于模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的电压源换流技术在我国已得到了广泛的应用:南澳多端柔性直流输电工程、舟山多端柔性直流输电工程、鲁西异步联网柔性直流输电工程已经建成投运,±420 kV渝鄂直流背靠背联网工程、±500 kV张北可再生能源柔性直流电网示范工程已开工建设,±800 kV乌东德送电广东广西多端直流输电工程已进入工程实施阶段。MMC阀作为柔性直流输电工程系统的主要装置之一,为了保证柔性直流输电系统的安全可靠运行,换流器阀必须进行严格型式试验。运行试验作为型式试验的重要试验项目之一,考核换流器阀在最严酷重复应力下开通、关断以及导通时,能否耐受电流、电压和温度应力。依据MMC型电压源换流器阀实际工程运行工况,研究了运行试验方法,搭建了试验回路,并实施了柔性直流输电工程用换流器阀运行试验。结果表明,文中提出的试验方法和试验回路能够实施电压源换流器阀运行试验,试验结果符合IEC 62501:2017、GB/T 33348—2016、DL/T 1513—2016等相关标准要求。     

多端柔性直流输电

正柔性直流输电是高压直流输电领域的"新生代"。目前,柔性直流的关键技术仅被少数发达国家掌握,国内的研究刚刚起步。由于适用分散能源介入的多端柔性直流系统复杂、技术难度大,迄今世界上已投运的柔性直流工程都是两端系统,还没有多端工程的先例。多端柔性直流输电系统模块化多电平(MMC)技术,可灵活接入多个站点的风能、太阳能、地热能、小水电等清洁能源,