换流阀开路电压的计算和应用

针对高压直流输电(HVDC)和融冰装置等阀组进行开路电压试验(OLT)的特殊工况,按照理想和非理想负荷情况推导出额定输入电压下,输出直流电压的近似计算公式。介绍了现场如何利用公式或者经公式绘制出的曲线对OLT参数和结果进行有效预测,并据此事先调整过电压保护定值,确保OLT正常有序进行。部分现场的实测数据和试验结果证实了所推导公式的正确性和实用性。

晶闸管阻断恢复期保护定值的研究

为尽可能减少换流阀的换相失败,发挥晶闸管的更大效能,在此介绍了高压直流输电(HVDC)换流阀中晶闸管的阻断恢复期特性,并给出阻断恢复期保护的两种方法及保护定值的选取原则。对于因阻断恢复期保护定值设置不合理而造成部分试验或运行晶闸管的损坏,此处也进行了分析,以增强理解阻断恢复期保护的关键点和必要性。

晶闸管换流阀反向恢复特性建模及阻容参数优化设计

晶闸管换流阀作为特高压直流输电的核心设备,其阻容参数设计关系到换流阀的性能乃至整个直流输电工程的安全可靠。基于晶闸管反向恢复电流的指数衰减模型,建立了换流阀关断时刻的数学模型,求解出晶闸管换流阀的反向恢复电压计算公式,总结出阻容参数对反向恢复电压过冲的影响规律。同时考虑关断时刻电压下降率、开通时刻电流上升率以及阻尼损耗等性能指标的限制,提出一种换流阀阻容参数的优化设计方法。在PSCAD/EMTDC中搭建12脉动换流器模型,对阻容参数的优化设计结果进行了仿真验证。

特高压直流换流阀温升试验方法

为了验证晶闸管可否承受设计要求的最高结温及高低温循环应力,在出厂试验阶段需要开展换流阀温升试验。首先介绍了温升试验参数的计算方法,其次设计了采用直流电流加热原理的温升试验回路,最后结合某换流阀实例计算了温升试验参数,在试验室中开展了温升试验。试验结果显示温升试验参数的试验值和计算值基本一致,试验前后晶闸管性能未有下降。试验结果表明,结合给出的温升试验参数计算方法和温升试验回路可以完成温升试验,验证晶闸管的温升性能。

高压大容量调功系统的研制与应用

针对冲击性负荷,本文研制了一种高压大容量调功系统。为平衡冲击性负荷的有功波动,调功系统采用电极式热水锅炉作为阻性负载,并与晶闸管阀组串联构成有功调节支路,通过对晶闸管触发角的控制,连续调节支路的有功。同时本文设计了以负荷平衡为主,频率限值为辅的系统级控制策略及开环加闭环的装置级控制策略。现场试验结果表明高压大容量调功系统可以连续调节有功,快速有效地平衡冲击性负荷的有功冲击。

静止无功补偿器中的晶闸管阀组设计

大功率晶闸管阀组是静止无功功率补偿设备中的关键器件,笔者简要介绍了A电气公司自主研发的PCS-9580型静止无功补偿器中的晶闸管阀组,重点分析了其中晶闸管的选取原则、多级串联的配置方案以及保护。通过利用晶闸管控制单元,实现主高压回路与控制系统的接口,最后详细阐述了采用高纯度水作为冷却介质的水冷回路。

SVC在高压直流输电换流站的应用研究

介绍了高压直流输电换流站无功控制(RPC)的原理,并针对弱交流系统条件下换流站安装的静止无功补偿器(SVC)控制策略进行了研究,提出了直流控制系统和SVC控制系统协调的控制策略。直流系统运行时,SVC采用开环+闭环的无功控制策略,并引入辅助电压控制。同时,采用暂态控制策略抑制换流站内交流滤波器组投切引起的暂态电压波动。直流系统未运行时,SVC采用电压控制,提高弱交流系统的电压稳定性。最后进行的实时数字仿真(RTDS)试验验证了控制策略的正确性。

基于高压调功器的冲击负荷平衡研究

针对工业轧机、电弧炉等冲击性负荷运行时,有功功率波动幅度大且频次密集的问题,提出采用高压调功器(HVPR)来镜像平衡冲击负荷造成的功率波动,维持电网频率稳定。文中介绍了高压调功器的组成和控制原理,冲击负荷平衡控制策略,并通过PSCAD/EMTDC仿真软件对调功器的功率控制进行验证,最后给出了现场冲击负荷平衡试验波形。

基于直接电流控制的静止无功发生器研究

介绍了采用电压外环、电流内环结构的静止无功发生器(SVG)直接电流控制策略,通过状态反馈解耦算法实现了有功和无功电流的独立控制,并采用自适应滤波算法来检测频繁波动的SVG直流侧电压直流分量,提高了SVG的控制精度。基于实时数字仿真(RTDS)平台的试验结果验证了直接电流控制策略响应快、精度高的特点。

静止无功发生器负序和谐波电流抑制研究

针对工业负荷运行时产生大量负序和谐波电流的情况,提出了一种可以补偿负序和谐波电流的静止无功发生器控制策略,该策略对正、负序电流分别采用dq轴电流解耦跟踪控制,对谐波电流采用比例谐振(PR)电流控制。最后通过实时数字仿真(RTDS)和动模试验验证了在实际工程中SVG控制器负序和谐波补偿算法的正确性。

基于根轨迹法的链式STATCOM比例谐振电流控制器设计

链式静止同步补偿器(STATCOM)及其分相电流控制策略是解决系统和负载不平衡问题的常用方法。文中在分析链式STATCOM数学模型的基础上,提出采用比例谐振控制器来对分相电流进行跟踪控制,并给出应用闭环系统根轨迹来选择控制器参数的设计方法,该设计方法可以使得电流内环闭环系统不仅满足稳定性要求,同时具有良好的动态性能。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了基于根轨迹法的比例谐振控制器参数设计的正确性和电流内环采用PR控制的优越性。

静止无功发生器负序补偿时直流电容选择

静止无功发生器(SVG))在补偿三相不平衡负载时,会输出负序电流,导致直流侧电压存在2倍于电网频率的波动,如果直流电压取值较小,其波动超过一定范围后,使得控制效果变差,严重时会导致装置失去稳定。从理论上推导出SVG负序补偿时的最小直流侧电容,将SVG负序补偿时直流电压的2倍频波动大小限制在允许范围之内,保证了SVG装置的正常运行,PSCAD/EMTDC仿真试验验证了电容选择方法的正确性。

电压畸变条件下静止无功补偿器同步方法研究

提出一种用于静止无功补偿器(SVC)控制的电压同步方法,即基于序分量的同步坐标轴锁相环(SBSRF-PLL)方法。该方法通过坐标变换,获取了电网三相电压相对于锁相环的角度,故能够完全消除传统同步坐标轴锁相环的锁相误差。在电网电压存在谐波、不平衡、频率变化等畸变情况下,采用SBSRF-PLL方法能够快速、准确地跟踪电压正序分量相位,并具有较强的鲁棒性。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。

绝缘栅双极型晶体管串联阀过流保护研究

高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联阀有多种过电流保护方法,提出了一种新的IGBT串联阀过流保护技术。该技术方案包括阀组控制单元、过流检测单元及柔性罗氏线圈,过流检测单元检测流过串联阀组电流情况,并将光脉冲回报给阀组控制单元,阀组控制单元根据回报的光脉冲改变阀组触发脉冲,从而保护高压串联阀组。搭建了10 kV的IGBT直接串联式静止同步补偿器(STACOM),试验验证了该方案可以满足故障保护需要。

高压大容量SVC阀组冷却系统优化设计

作为无功补偿领域应用最广泛的设备,SVC在增强电网稳定性、提高电网输送极限、阻尼功率振荡等方面有着重要的作用。随着电网规模的增加,在电力系统枢纽站点装设的SVC容量也越来越大。容量的增加导致阀组发热量的增加,笔者从高压大容量SVC阀组冷却系统设计出发,简要的阐述了阀组冷却系统的基本要求和构成,详细分析了高电压大容量SVC带来的阀组散热问题,提出了每级阀组采用双并联分支水路的冷却回路设计方案。

SVC晶闸管阀结构研制与应用

大功率晶闸管阀组是静止无功功率补偿(SVC)设备中的核心部件,简述SVC晶闸管阀的工作原理,重点分析了立式SVC晶闸管阀的组成,以及硅堆压装机构、RC回路、冷却回路等各部分组件的结构设计思路,并通过介绍晶闸管阀组的安全运行实例,证明目前立式SVC晶闸管阀组结构设计合理,运行可靠,检修维护方便。

一种晶闸管硅堆压装机构设计

为解决6英寸晶闸管压接面压力分布均匀性问题,针对6英寸晶闸管硅堆的压装机构进行了研究,设计了一种采用球面定位的球头式压装机构,并仿真校核了球头式压装机构的机械强度。开展了6英寸晶闸管硅堆压接力压力均匀性试验,试验结果表明,在正常和模拟工况下,球头式压装机构能明显改善晶闸管压接面压力分布均匀性。