交流系统故障对直流输电系统的影响及改进建议

远距离、大容量、交直流混合运行电网中,交直流系统间的相互影响非常复杂。文中以南方电网交直流混联系统运行实例为基础,讨论了直流系统控制功能在交流系统故障期间的作用,分析了交流系统故障时可能误动的相关直流保护监视功能及换流变和站用变保护等,并给出了相应的改进建议。这不仅有助于提高直流输电系统的运行维护水平,确保交直流系统的安全稳定运行,还为未来直流输电系统的设计、交直流输电系统控制保护功能的合理配合等提供了有益的参考。     

影响直流100 Hz保护的交流系统故障范围分析

交流系统故障期间，直流保护中的100 Hz保护有可能动作，但目前还没有一种有效的方法来确定导致直流100 Hz保护动作的交流故障范围。提出了一种工程实用算法，将电磁暂态仿真程序和短路计算程序有机结合，以2007年南方电网500 kV网架结构为例，筛选并明确了在各种故障形式下，影响直流100 Hz保护动作特性的交流系统故障范围。云南“6·23”事故分析验证了所述算法的有效性和正确性。     

交流不对称情况下交直流系统谐波分析计算方法

分析了交流系统发生不对称故障时考虑换流阀非等间隔导通、三相换相角不相等和换相电流非线性等因素的换流器动态过程,建立了基于基本分量、修正分量和换相分量的三相电压电流开关函数以及换流器序分量开关函数模型,实现了在交流不对称情况下对交直流系统的精确分析计算。提出了考虑交直流系统间谐波相互作用及换流器不对称运行状态的交直流系统谐波分析计算方法,以代数解析表达方式揭示了交直流系统间谐波相互作用的机理。将所提出的方法应用于国际大电网组织（CIGRE）高压直流（HVDC）标准系统和南方电网贵广Ⅱ回HVDC系统的谐波分析计算,并与PSCAD/EMTDC软件所得数字仿真结果相比较,表明所提出的方法准确、有效,为交直流混联系统的谐波抑制、滤波装置的配置和继电保护的整定配合等提供了定量分析依据。     

自适应20 Hz电源注入式定子接地保护

为了弥补定子接地100%保护的不足，引入了20 Hz电源注入式保护方案。传统的20 Hz电源注入式定子接地保护的动作方程的接地阻值整定值是固定的，经整定后它在保护装置运行时就不会发生变化。文中论述了这一传统的保护方案的不足，提出了新的自适应式保护方案。新方案能随发电机运行工况、故障时接地位置的不同以及定子接地电流所允许限值的大小，自适应地调整接地阻值整定值大小，无需人为整定，从而能保证在任何故障接地位置，只要接地点故障电流大于允许安全电流，新方案都能快速动作，提高了发电机的安全运行，拓宽了20 Hz电源注入式保护方案的灵活性，具有很高的理论和工程应用价值。     

大型发电机V/Hz限制与过激磁保护整定配合研究

以溪洛渡电站V/Hz限制与过激磁保护整定配合为例,对大型发电机组V/Hz限制器、过激磁保护的整定及其配合情况进行了研究,并给出了简单实用的整定配合分析方法及现场试验方法,来验证发电机V/Hz限制器先于过激磁保护动作。这为大型发电机机组及电网的安全稳定运行提供了有力技术支持。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（一）直流系统等值工频变化量阻抗模型

直流馈入将造成交流电网工频变化量方向保护动作特性发生变化。结合交直流互联电网相 互作用机理,针对工频变化量方向保护原理的分析特点,建立了适用于工频变化量方向保护动作特 性分析的直流系统等值工频变化量阻抗模型,并在不同短路容量及故障条件下,对其特性进行了理 论分析。基于PSCAD/EMTDC对各种直流换相失败进行仿真,验证了所建模型的有效性和准确 性。该模型为进一步分析直流馈入下的工频变化量方向保护动作特性提供了依据。     

含特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真

以研究2010年南方电网动态特性为目的，提出了含±800 kV特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真研究重点，解决了大规模多馈入交直流系统电磁暂态仿真时系统等值、模型处理以及仿真步骤等问题。依此运用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件，建立了包含±800 kV云广特高压直流等5条直流输电线路的电磁暂态仿真模型，研究中换流器模型采用详细模型。在此基础上研究了交直流系统各种故障下的动态特性，研究结果为南方电网规划及安全稳定措施的制定提供了理论依据。提出建立电磁暂态仿真模型，为研究大规模含特高压直流的多馈入交直流系统的动态特性提供了一套可行的方法。     

用于安全稳定控制的高压直流极闭锁判据

交直流并联运行电网中直流极闭锁后引起的安全稳定问题十分突出，如何正确判别直流极闭锁是安全稳定控制系统研究中的重要课题。采用数值仿真方法分析了直流极闭锁对电力系统稳定的影响，指出稳定控制装置必须正确、快速地判出不同形式的直流极闭锁。通过研究直流极闭锁的电气量特征以及直流控制保护系统的动作行为，提出了可靠的直流极闭锁综合判据，并进行了详细的阐述。通过介绍中国南方交直流混联电网安全稳定控制系统核心部分———高肇直流输电安全稳定控制系统，进一步论述了研究直流极闭锁判据及直流极闭锁后稳定控制的重要性。     

基于RTDS的交直流混合系统实际故障再现分析

基于实时数字仿真器（RTDS）,针对实际的交直流混合电网,搭建了仿真模型,并将RTDS与实际直流输电控制保护装置连接,建立了一个交直流混合系统实时仿真实验平台。介绍了仿真建模中的关键问题,提出了RTDS元件模型的选择原则。在此基础上,对南方电网中实际发生的 2种典型故障进行了仿真研究,通过仿真实验成功再现了实际故障过程,并分析得出了故障发生的真实原因,提出了合理的改进建议。通过仿真结果与实际录波的对比,证明所建电网模型是准确、可信的,能够比较真实地反映实际系统的动态特性。     

直流融冰装置与同杆并架线路间的相互影响

直流融冰装置对解决输电线路的覆冰问题起到了巨大作用。使用直流融冰装置对同杆并架双回线中的一回线进行融冰时,由于线路之间电磁耦合和静电耦合的作用,另一回交流线路（以下称为并架线路）会对融冰装置的运行产生影响。文中通过实时数字仿真器（RTDS）与实际融冰装置的控制保护设备组成的闭环系统进行了仿真研究,结果表明:融冰装置不会影响并架线路的运行;并架线路会对融冰装置的50 Hz保护产生影响,应改进50 Hz保护的逻辑或适当提高动作整定值;断开并架线路的交流断路器会对融冰装置的接地电流产生冲击,应适当提高接地电流保护的动作整定值;对同杆双回线路进行融冰时,应注意选择融冰方式。     

20 Hz自适应新原理发电机定子接地保护深入分析

提出了20 Hz自适应新原理低电阻型定子接地保护,其整定值不是常数,能自适应地跟随单相接地点位置的变化而变化,无论发电机定子单相接地点位于何处,只要接地电流大于允许安全电流,新保护出口都能快速动作,克服了传统保护的缺点,显著提高了发电机运行的安全性。分析了一些关键技术,如接地点零序电势的计算方法、动作联立各方程之间的关联,以及动作联立方程中不包含接地点位置α参数而为何α对保护特性有重大影响等问题。     

特高压交直流大电网的数模混合实时仿真系统建模

为对金沙江一期和锦屏电力外送的系统接入和受端交流扰动后的交直流响应性能及恢复情况进行专题研究，中国电力科学研究院仿真中心按照网络物理特性相符并适应仿真中心现有仿真设备规模的等值网，建立了迄今国内外规模最大的数模混合实时仿真系统。文中阐述了数模混合实时仿真系统建模的关键技术，包括:交直流系统模拟比的选择，发电机和动态负荷模型的建立和校核，采用不同策略和技术的7回高压和特高压直流系统的建立;无源元件模型的建立和连接;系统数据库的建立;系统的全面校核等。     

交直流混合输电系统灵敏度分析

研究了稳态条件下交直流（AC/DC）混合输电系统中交流（AC）子系统与直流（DC）子系统之间的相互作用和相互影响。采用灵敏度分析方法，分析和讨论了DC系统控制参数对AC/DC混合系统运行特性的影响，以及在DC系统存在的条件下，AC系统控制量对AC系统其他变量的影响。系统地分析和计算了AC/DC系统的各类灵敏度矩阵，这对潮流控制、参数调整和电压估算等问题都有实际的意义。     

直流双极闭锁故障下提高暂态电压稳定性策略探讨

南方电网2015年将形成多条直流输电线路并联交流电网的局面。文中对直流输电的严重故障——双极闭锁故障进行了深入的仿真研究。分析了由此导致的暂态电压稳定问题，从原理上对该问题进行了理论分析，通过仿真计算证实了理论分析的合理性。提出了一种新的保留故障直流线路处的电容器组的策略，以提高故障下的暂态稳定性。通过仿真说明了这种方法的可行性。     

换流站三重化直流控制保护技术浅析

介绍了换流站直流控制保护三重化配置的基本原理,并结合具体工程对换流站三重化保护的实例进行了阐述,充分体现了直流保护三重化设计上的优越性。针对龙泉-政平、江陵-鹅城直流工程中直流保护出现的问题,提出三重化改造的建议。     

20Hz 注入式定子接地保护在700 MW水轮发电机组中的应用

青海拉西瓦水电站作为"西电东送"北通道的骨干电源点,对西北电网750 kV网架起着重要的支撑作用.电站采用750 kV一级电压接入系统,出线二回,电气主接线方式为发电机与主变压器之间采用联合单元接线、750 kV侧采用3/2断路器接线.文中介绍了拉西瓦水电站发电机定子接地保护与国内常用的利用发电机本身固有的工频和三次谐波方法的不同之处,同时介绍了西门子公司7UM62发电机保护装置、7XT33 20 Hz信号发生器、7XT34 20 Hz带通滤波器的工作原理和调试注意事项,以及整套装置在拉西瓦水电站700 Mw发电机主保护中的应用与注意事项.