基于桥臂阻尼的柔性直流故障快速恢复方案

现有柔性直流工程中采用的半桥型模块化多电平换流器具有较高的经济效益,但不具备直流故障清除能力。文中介绍了一种具备直流故障清除能力的桥臂阻尼故障恢复系统,并提出基于桥臂阻尼的直流故障恢复方案。该故障恢复方案通过单极和双极故障选线策略选择故障线路,采用桥臂阻尼和谐振开关配合,分别实现故障电流快速抑制以及故障线路的切除,最终使健全的柔性直流系统在最短的时间内重新恢复运行。为了验证故障恢复方案的有效性,采用PSCAD/EMTDC建立了五端柔性直流模型。仿真结果表明了所提出的故障恢复方案的可行性和有效性。     

芦嵊直流改造工程线路保护配置策略

直流工程线路保护应该根据具体工程的特点来配置。文中在分析芦嵊直流工程特点和控制系统对保护影响的基础上选取了线路纵差保护作为芦嵊直流的主保护,并配置线路低电压保护作为后备保护。同时考虑到站间通道延时的存在,区外故障可能会引起线路纵差保护误动,提出了一种补偿站间通道延时的方法,提高了线路纵差保护动作的可靠性。线路低电压保护作为后备保护,弥补了失去站间通信情况下线路纵差保护闭锁的缺陷。通过RTDS模拟试验,验证了上述保护配置的可行性以及线路纵差保护作为主保护的可靠性。     

高压直流输电交流滤波器投切引起二次回路电压干扰分析

文中分析了高压直流输电交流滤波器在投入时可能引起的谐波冲击。阐述了谐波电流引发串并联谐振,导致系统谐波放大的机理。根据换流站电缆普遍采用双端接地的特点,结合等效电路,对此谐波引发的感性耦合干扰进行了分析。结合实际波形对以上分析结果进行了验证。提出了通过改善二次控制电缆屏蔽方式,增加中间继电器动作功率从而增强抗干扰能力,提高保护动作可靠性。通过改进系统设计及优化分相合闸装置,解决滤波器投切时冲击过大的问题。     

模块化多电平柔性直流换流器阀组本体保护的设计

换流器阀组是柔性直流输电系统的关键设备。文中介绍了模块化多电平换流器阀组的基本原理和组成结构,基于舟山五端柔性直流输电工程对阀组过电流和过电压故障进行了仿真、分析研究,提出了阀组保护的关键需求,以此为基础构建了由子模块控制电路、阀控系统及柔性直流控制保护系统组成的多层次的完整的阀组本体保护系统及保护策略,提出了系统性的过流保护策略和系统性过电压判据,有效提高了阀组的过电流、过电压穿越能力。阀组保护系统及保护策略经过了±6kV两端柔性直流输电系统的试验验证和舟山、南澳工程现场试验的验证。     

背靠背柔性直流输电系统充电期间接地故障特性和保护定值设计

对称单极结构背靠背柔性直流输电系统(back-to-back flexible DC transmission system, DC-BTB)带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时故障特征不明显,易造成保护拒动;正常充电期间存在正负极不平衡电压,易造成保护误动。针对此问题,分析带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时的特征量,并与运行期间相同故障下的特征量进行对比;分析正常充电和极对地故障下正负极不平衡电压特征;针对不同接地故障及其特征,优化换流变压器阀侧零序过压保护、换流变压器阀侧中性点过流保护和直流电压不平衡保护的定值设计。最后,基于实际控制保护装置,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system, RTDS)中搭建模型进行仿真分析,结果表明经定值优化后的保护可有效识别充电期间接地故障特征和正常充电特征。仿真结果验证了所提定值优化设计方法的可靠性。     

柔直系统适时切换的故障穿越方法

为了实现柔性直流输电系统在网侧不对称故障时的故障穿越,同时保持稳态时的柔直阻抗稳定性,本文详细分析了柔直系统的正负序控制以及采用1/4周期延时的正、负序分解算法对柔直系统不同频率分量阻抗波动的影响,推导并建立了柔直系统的交流侧高频阻抗模型。在此基础上提出一种适时切换的故障穿越算法,利用负序电压的稳态量和突变量进行故障判断,稳态时内环采用全序电流控制,不进行正负序分解,从而降低了柔直系统阻抗的周期性波动,故障暂态时叠加负序电流控制,抑制负序故障电流,实现了故障时系统的持续运行。最后在PSCAD/EMTDC中,搭建柔直系统仿真平台进行仿真研究,验证了本文设计策略的有效性。     

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。     

连接风电系统的柔性直流电网MMC在线投入分析与验证

针对大规模海上风电的送出,组成柔性直流电网,能够极大地提高系统的可靠性,有效避免大规模停机,弃风问题。基于模块化多电平换流器的柔性直流输电（MMC-HVDC）系统组成柔性直流电网后,处于有源运行的换流器的投退不影响柔直电网的稳定运行,进而保证了海上风电的可靠送出。在线投入过程中,换流器和直流电网之间会产生一定的冲击电流,冲击电流的大小和投入策略有较大关系。提出了改进型换流器机电暂态模型,分析了换流器投入冲击电流的影响因素,研究和比较了转控制模式同步并入策略和先并入后转控制模式策略这2种换流器在线投入策略。最后,采用RTDS建立了±500 kV双极四端柔性直流输电系统模型,对2种投入策略进行了仿真和对比,结果表明,策略1具有控制简单可靠、受极母线开关特性影响小、冲击较小等特点,适用于海上风电经柔直电网送出工程应用。     

致密油水平井分簇射孔设计新方法与应用

水平井分簇射孔关键在于对井段划分、簇间距、簇位置和布孔数的合理设计,确保后期压裂施工具有良好的储层改造效果。从水平井工程甜点井段评价出发,综合考虑储层可压性指数、物性指数、裂缝诱导应力场和破裂压力剖面等因素,提出了一套完整的致密油水平井分簇射孔设计新方法,其特点在于考虑因素全面,能根据物性、可压性和应力分布进行合理分段,结合段内应力干扰合理分簇,基于段内各簇裂缝均衡扩展合理布孔。开发相应的致密油水平井分簇射孔优化设计软件,对长庆油田A井进行了分析,效果显著,表明该方法和设计软件具有较好的指导意义和推广价值。     

面向集群应用的太阳能中央热水工程控制器的设计与实现

针对面向集群应用的太阳能中央热水工程的功能需求和运行特点,提出了相应控制器的设计方案,实现了工程主要部件及其安装方式可配置的设计,解决了因不同安装环境、不同技术需求而产生的多种配置、安装方式的控制问题,改进了提高能源利用率的控制模式,实现了工程的现场和远程测控功能,为太阳能工程的集群应用和信息化管理提供技术支撑.