MMC换流站阀侧交流接地故障电流解析

对模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)换流站阀侧交流接地故障特性进行研究发现：阀侧交流系统发生金属性接地故障时,故障点入地电流由下桥臂电容放电电流和上桥臂以及对端桥臂电容放电电流构成,网侧交流系统不会馈入入地电流;带过渡电阻接地故障时,网侧交流系统将通过过渡电阻作用于故障点入地电流。详细推导了三相接地故障和单相接地故障下的入地故障电流和桥臂电流的数学解析式。采用RTDS仿真验证了该表达式的正确性。由于阀侧交流出口处电位被钳制为0,因此上桥臂的子模块电容将产生过电压。下桥臂与故障点构成放电电容回路,下桥臂流过的故障电流迅速增大,且无法通过断路器切断故障电流。因此,建议采取可靠的限流措施避免阀侧故障对换流站等一次设备造成严重伤害。     

含有调速器多死区环节的风水火系统频率稳定分析

“双高”背景下新型电力系统面临着非线性机理复杂的稳定问题,传统机组调速器与风电控制器中死区非线性组合间的相互作用,在一定程度上影响了系统的频率稳定性。为此,在奈氏定理的基础上探究不同死区非线性组合下系统频率振荡的影响规律,主要针对死区类型、死区大小和死区顺序3个方面进行研究,涉及单死区系统和多死区系统。理论分析了其非线性系统的稳定性,并根据稳定极限环条件求解系统的临界振幅和振荡频率。通过改变死区类型及顺序,影响机组对系统频率的支撑能力,指出了系统频率稳定与临界振幅的关系,并在Matlab/Simulink中对上述理论分析进行了仿真验证。结果表明机组死区大小和类型均会改变系统的临界振幅和振荡频率,为机组配置死区提供了一定的参考依据。     

基于暂态零序电流时频特征量的配网故障选线方法

中性点经消弧线圈接地的配电网系统不同故障条件下发生单相接地故障时,健全馈线和故障馈线的暂态零序电流在短窗时域和频域分布特性不同。利用各馈线故障后1/4工频周期时窗的故障暂态零序电流数据,经小波包分解并将其重构至不同频段,进而求得的时频特征量能在一时频窗内充分反映信号的时频特性,利用相关系数表征暂态零序电流的时频分布特性及其变化规律,并结合综合相关系数形成选线判据,实现配电网单相接地故障选线。大量电磁暂态仿真表明,该方法准确、可靠。     

高压容性设备在线监测的分布式相量测量

通过对目前国内变电站容性设备实时在线监测技术的分析研究,提出一种应用于高压容性设备在线监测的分布式相量测量技术。该技术采用分散采集,集中监视方法,使监测网络结构简捷有效。并以基于WSN变电站容性设备分布式实时在线监测系统为例,以此来诠释采用分布式、就地化的设计思想。此技术能很好应用于变电站实时在线监测。     

基于短窗数据S变换能量的缆-线混合配电网络故障选线方法

单位长度的电缆线路与架空线路相比,电感较小但耦合电容要大许多倍.缆-线混合的配电线路,较短架空线路发生单相高阻接地时,可能会出现健全线路零序电流波形的相似性变差,故障线路与某些健全线路的零序电流波形较为相似的情况,将导致基于相关分析进行故障选线的方法失效.在分析缆-线混合线路各馈线零序电流故障特征频率可能不一致的基础上,为避开TA饱和引起的间断角,选取故障后1/4周期各馈线零序电流的短窗数据,利用S变换确定配网故障零序电流的主导特征频率,并比较此主导特征频率上各馈线零序电流的S变换能量来实现故障选线.理论分析和仿真验证表明,该方法选线准确、可靠.     

缓解电压紧张的出力调整策略及算法

通过分析负荷节点和发电机节点参与因子的物理涵义,提出将参与因子应用于发电机出力调整方案以缓解电压紧张。该方法通过对未化简的雅可比矩阵进行模态分析求得参与因子,用参与因子指导发电机有功功率再调整;采用连续潮流法计算调整过程中系统运行状态的变化,以无功网损为间接指示指标来监视系统电压态势的改善情况。IEEE 39节点系统的仿真结果验证了所提出的考虑机组参与因子的发电再调度方法可以一定程度地改善系统的电压态势,提高电压稳定裕度。     

两相短路故障电流限制研究

针对两相短路故障提出了利用统一潮流控制器（UPFC）限制两相短路故障电流的新型策略。对于两端均装设有UPFC装置的线路,当出现两相短路时,利用UPFC向线路两端提供串联电压,消除或抑制负序和零序电流,使故障电流为0,同时使故障线路能够继续传输功率。     

自适应消弧线圈接地系统故障选线实用新方法

针对现有暂态量选线方法在电压过零附近时故障灵敏度低的不足,提出一种通过提取衰减直流分量的自适应方法,不仅能使保护尽可能适应消弧线圈接地系统各种变化,而且有很好的抗干扰能力,无须整定,进一步改善了保护的性能,与暂态量选线方法配合可以形成完善的故障选线方案。大量的数字仿真结果表明,该方法有效、可靠。     

一种利用衰减非周期分量的UHVDC线路故障选极元件

针对一极线路遭受故障时,另一极线路会耦合到很大的电压突变率和电流变化率,甚至可能引起健全极线路的保护动作的问题,提出一种利用衰减非周期分量的UHVDC线路故障选极元件。对特高压直流输电线路故障暂态特征时域和频域的分析发现,直流线路整流侧保护测量处故障极的衰减非周期分量大于非故障极的衰减非周期分量,由此构成UHVDC故障选极判据。通过小波变换分解两极线路故障电流,并在频带0~20Hz进行重构以提取故障电流的衰减非周期分量,根据两极线路衰减非周期分量能量的比值进行故障选极。大量的仿真结果表明,该方法对于不同的故障位置、过渡电阻以及故障类型来说具有较强的鲁棒性,在各种工况下均能可靠快速地选出故障极,不受数据同步的影响,门槛值易整定,具有工程现场意义。     

换流站阀侧交流接地故障电流快速抑制方案

换流站阀侧交流接地故障下,故障点通过接地极与下桥臂组成故障回路,其故障冲击电流大,不能通过断路器切除。分析表明,接地极在对称运行时基本没有电流流过,并在单极架空线路故障和换流站阀侧交流接地故障中提供了故障回路。因此,接地极引入故障限流装置不仅对系统的正常运行没有影响,且能有效抑制单极故障电流和阀侧交流接地故障电流,降低对直流线路保护及换流站保护的要求。分析了阀侧交流接地故障下的故障电流组成,从供电可靠性、故障限流效果等方面分析了故障限流器引入接地极所具有的优势,提出了故障限流器分散组合式安装方法,利用电容器组与故障限流电感的组合投入,实现对回路中能量的吸收和故障电流上升率及峰值抑制的新型故障限流器拓扑结构。利用PSCAD/EMTDC平台搭建了双端柔性直流输电系统,仿真结果验证了接地极安装位置的优越性,并证明了新型故障限流器的有效性。