特高压直流输电系统阀组投退策略

为研究特高压直流输电系统阀组投退策的策略,以云南—广东±800kV特高压直流输电工程为参照对象,借助实时数字仿真器(realtime digita lsimulator,RTDS),分析了整流侧和逆变侧阀组投退顺序,以及旁路开关、触发脉冲、旁通对等控制信号之间的时序配合,研究了特高压直流工程中第2个阀组投入和第1个阀组退出的控制策略。研究结果表明:第2个阀组投入时,触发角限制值为70°,限制时间为10ms,整流侧先解锁逆变侧后解锁,且整流侧需投入电压电流平衡功能;第1个阀组退出时,应整流侧先投入旁通对逆变侧后投入旁通对。第1个阀组退出过程会出现整流侧直流电流短暂断流和逆变侧直流电流剧增现象,后系统自动恢复正常。     

基于阀电流特征的高压直流换相失败检测方法

针对电磁暂态仿真中高压直流换相失败无可靠检测方法的难题,分析了高压直流逆变侧换相失败的过程及相关电气量波形特征,提取换相失败时阀电流的特征并提出基于阀电流特征的换相失败判据。设计了基于阀电流特征的换相失败检测方法,其主要包含三部分:阀电流极值点及其前后变化速率检测、阀电流最大值检测及极值点后阀电流持续非零时间检测。以CIGRE BENCHMARCK高压直流模型为例,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建基于阀电流特征的换相失败检测模块,通过仿真验证了理论分析的正确性和所提换相失败检测方法的有效性和准确性。     

定电压与预测型定关断角控制对HVDC小干扰稳定性的影响

定电压控制和预测型定关断角控制是高压直流（HVDC）逆变站常规的控制方法,合理整定控制器参数可提高交直流系统的小干扰稳定性。文中首先基于开关函数法建立了基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统的小干扰动态模型,将其动态响应与电磁暂态模型的动态响应进行对比,验证了小干扰动态模型的正确性。接着,采用特征值及其灵敏度方法分析了LCC-HVDC系统的振荡模式和阻尼特性,对比分析了逆变侧采用定电压控制和预测型定关断角控制时,换流站控制器参数以及交流系统短路比对系统稳定性影响的异同。最后,整定了能维持系统稳定运行的控制器参数稳定域,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了稳定域的正确性。     

500 kV青河Ⅱ线串补人工单相瞬时接地试验分析

南方电网500kv青河Ⅱ线固定串联补偿装置在人工单相瞬时接地试验中,出现保护动作情况与预期不符、录波信号异常等现象。针对该项试验的异常现象进行了详细的分析,得出了异常现象主要是试验期间串补金属氧化物可变电阻器（MOV）的一个单元发生击穿所致的结论：     

高压直流输电系统低功率运行的无功控制策略

当高压直流输电系统低功率运行时,受换流站接入点谐波性能和交流滤波器设备性能限制,投入的交流滤波器提供的无功功率在满足站内无功消耗外可能仍有大量剩余,导致大量剩余无功送入交流系统,使得换流站及附近厂站的电压容易偏高,继而影响到电网的安全稳定运行。文中提出一种充分利用换流器自身无功调节能力的换流站无功控制策略,该策略在有功输送不受影响的前提下,以直流电压为控制量,以换流站无功交换量为反馈量,通过改变直流电压参考值来对换流器的无功消耗进行定量控制,可有效抑制换流站过剩无功对交流系统电压的影响。该无功控制策略解决了现有直流工程中低功率无功优化功能由于开环控制无法对无功功率进行精确控制的问题。PSCAD/EMTDC和实时数字仿真器(RTDS)中的仿真结果验证了该方法的正确性和鲁棒性。     

计及排污权交易和多种不确定性的发电投资决策

排污权交易实行后,增加了发电投资的不确定性,传统的净现值分析法已经无法满足投资决策的需要。文中采用广义自回归条件异方差模型描述电价、燃煤价格、天然气价格、CO2排污权价格和碳捕集与封存(CCS)处理价格,根据实物期权理论,将多种不确定性因素综合,建立了实物期权模型,分析了发电投资者在面临电价、燃料价格、排污权价格、政策变动、CCS技术发展等不确定性时,如何选择投资于传统的燃煤发电、联合循环燃气轮机(CCGT)机组还是风电、核电等新能源机组。最后,采用蒙特卡洛模拟法确定各种选择的项目价值和投资时间,验证了模型的有效性。     

直流融冰装置不带换流变压器的可行性探讨

为了解可移动式直流融冰装置去掉换流变压器后对装置本体性能和接入系统的稳定性的影响程度,以典型结构和参数的25 MW 6脉动直流融冰装置为研究对象,通过仿真计算,研究了去掉换流变压器对系统电压稳定性、装置交流滤波器、装置绝缘配合和装置融冰性能的影响,结论为:该类型小容量直流融冰装置可以采用不带换流变压器方式运行。     

实现相位和频率检测解耦的快速锁相环

同步旋转坐标锁相环(SRF-PLL)及其改进型锁相环的相位与频率紧密耦合,电压相位发生突变而频率不变的情况下,检测得到的频率会经历一个暂态过程,导致频率检测的不准确。为此,在准一阶锁相环(QT1-PLL)结构基础上,增设解耦单元,提出改进型准一阶锁相环(MT1-PLL),实现相位与频率检测的解耦。为提高MT1-PLL对不对称、谐波等的抗干扰能力,将级联延迟信号消除法(CDSC)滤波与数学运算滤波结合成前置滤波模块,提取基波正序电压。该前置滤波模块能够滤除2次谐波,且整个滤波过程耗时仅为0.635个周期。同时,考虑了电网频率偏移、信号采样频率的影响,采用误差前馈的方法补偿它们在滤波模块造成的相位误差。最后,在PSCAD/EMTDC中设置各种工况,仿真验证了MT1-PLL、滤波模块以及相位误差消除方法的有效性。     

基于状态空间法的高压直流输电系统 电磁暂态简化模型的解析算法

提出一种基于状态空间法的高压直流(HVDC)输电简化模型的解析算法,用于模拟逆变侧交流故障下直流系统的暂态响应。首先利用准稳态模型对HVDC系统的整流侧做简化;然后把不同工况下的换流器写成统一的形式,并把简化后的HVDC系统模型用一个分时段线性的非齐次微分方程组来描述;最后,通过引入辅助变量,将非齐次方程转化为齐次,从而使计算复杂度大大降低,同时简化后的系统可以用解析算法求解。控制系统用微分-代数方程组描述,用变步长数值积分法求解。在Matlab里编写相应程序实现所提简化模型的解析算法,并与PSCAD里搭建的双端电磁暂态模型进行比较,以验证所提算法的准确性。     

模块化多电平换流器子模块平均开关频率的精确控制方法

在现有的基于电容电压排序的优化均压算法基础上,提出一种适用于模块化多电平换流器(MMC)的精确控制子模块开关频率的方法。通过引入双保持因子,避免绝缘栅双极型晶体管(IGBT)不必要的反复投切现象,从而在保证各子模块电容电压基本一致的前提下,有效地降低MMC子模块开关频率,减小开关损耗;在此基础上,设计了精确控制子模块开关频率的比例—积分(PI)控制器,能够在降低开关频率的同时精确地控制其大小,保证系统稳定运行和换流器的运行效率;最后,为证明所提出频率控制方法的有效性,在PSCAD/EMTDC中搭建了双端101电平MMC仿真模型,对所提出的方法进行了验证,仿真结果表明该方法可以在保证系统稳定运行的前提下,精确地控制子模块的开关频率,证明了所提出方法的正确性和有效性。