基于PMU的特高压直流输电系统孤岛运行控制方法

受特高压(Ultra-High Voltage,UHV)直流输电系统自身运行特点的影响,孤岛运行阶段的环流难以实现快速维稳,提出基于电源管理单元(Power Management Unit,PMU)的特高压直流输电系统孤岛运行控制方法。考虑输出电压的角度会受电压源换流器(Voltage Sourced Converters,VSC)的影响发生瞬时改变,提出有功-相角下垂控制方法,逆变器通过微型PMU的同步信号,确定派克变换的参考坐标系,将特高压直流输电系统孤岛运行阶段的目标维持频率作为控制基准。以调整特高压直流输电系统中所有分布式发电装置(Distributed Generation,DG)的相角参考值处于一致状态为导向,结合微型PMU测得的公共母线电压相角参数,控制有功补偿量。在测试结果中,环流达到0值后出现的偏离情况程度稳定在10.0 VA以内,并在测试后的0.8 s内达到0稳态。

HD-tDCS及雷达认知训练游戏提升雷达操纵员绩效研究

目的比较联合或单独使用高精度经颅直流电刺激(HD-tDCS)与雷达认知训练游戏对雷达操纵员绩效提升的效果,探讨雷达操纵员更加实效的新训练方法。方法将87名被试随机分为联合组(n=23)、训练组(n=22)、刺激组(n=21)及对照组(n=21);采用HD-tDCS对现役雷达操纵员左侧背外侧前额叶持续干预9 d(1次/d,20 min/次),同步或单独进行雷达认知训练游戏;使用SPSS 26.0软件进行两因素重复测量方差分析,比较工作记忆、注意力、雷达认知训练游戏成绩及操纵员专业训练成绩的变化。结果所有成绩组别主效应均不显著;时间与组别交互效应显著的有认知能力测评2-back任务ACC成绩(P=0.02)、4-back任务RT成绩(P<0.01)、三维1-back任务ACC成绩(P=0.06边缘显著)、雷达认知训练游戏默记航线RT成绩(P<0.01)及双批航线RT成绩(P<0.01);仅时间主效应显著的有工作记忆广度任务正确最大值成绩(P<0.01)、3-back任务RT成绩(P=0.04)、注意广度任务ACC成绩(P=0.02)、精神运动警觉性任务ACC成绩(P<0.01)、默记航点ACC成绩(P<0.01)、默记航点RT成绩(P<0.01)、默记航线ACC成绩(P<0.01)、双批航线ACC成绩(P<0.01)、多批航点ACC成绩(P<0.01)、多批航点RT成绩(P<0.01)、雷达操纵员机下练习科目心算天线俯仰角成绩(P=0.04)及口报航点距离方位角成绩(P<0.01)。结论HD-tDCS及雷达认知训练游戏可以提升操纵员绩效水平,前者在安全性及实效性方面均具有较好的应用前景,后者经再优化后可直接推广使用。

常规直流工程送端柔性化应用方案研究

自“双碳”目标提出后,我国能源和电力工业发生深刻变革,特别是促进了新能源的高速发展。目前,已投运的常规直流工程日内功率调节频次有限,送电曲线与新能源出力曲线匹配性较差,必须依托较大规模的火电、水电等稳定电源调峰,才能满足电力电量外送需求,限制了新能源输电比重的进一步提升。结合柔性直流输电技术特点,提出常规直流工程柔性化应用方案,其中包括柔性化运行方案、柔性化改造方案及构建多端混合直流方案,可以有效增强常规直流工程运行灵活性,充分发挥跨区输电通道新能源广域优化配置作用,为在运常规直流工程柔性化应用提供方案。

小电流接地系统两相接地短路时功率方向元件动作分析

小电流接地系统指中性点不接地或通过大电感接地的系统,配电网通常采用小电流接地系统。在双电源配电网中,为判别故障方向,电流保护需要配置功率方向元件。针对保护安装处正方向出口两相接地短路故障和保护安装处正方向远端两相接地短路故障,详细分析了小电流接地系统发生两相接地短路故障时功率方向元件的动作行为,得出在典型的功率方向元件内角整定值情况下,小电流接地系统发生两相接地短路故障时,功率方向元件可以准确判别故障方向。

基于深度学习的800 kV直流输电线路运行检修技术

随着特高压直流输电技术的快速发展,800 kV直流输电线路的运行检修面临巨大挑战。因此,文章提出一种基于深度学习的800 kV直流输电线路运行检修技术方案。通过多维度、高精度的数据采集,获取线路状态信息。在此基础上,构建融合卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的混合深度学习模型,实现高效、准确的故障诊断。结合智能化检修规划策略,优化检修资源配置和任务调度。本研究为特高压直流输电线路的智能化运维提供了新的技术路径。

埋地管道高压直流干扰监检测技术的研究现状

高压直流输电系统接地极单极大地回路运行时,大量电流入地导致接地极附近地电位升高,接地极附近管道及附属设施可能面临管体腐蚀、管体氢脆、防腐蚀层剥离、设备烧蚀等风险。为监检测高压直流接地极对管道的影响,对国内外相关研究案例进行了调研总结,介绍了多种高压直流干扰监检测方法,对其未来的发展方向进行展望并提出了相关建议。

特高压直流系统运行短路比检测方法及应用

弱交强直混联系统中直流系统自身故障引发的交直流连锁反应可能会影响整个区域电网的稳定运行。本文基于交直流混联系统等效电路提出交流系统等效阻抗和电源电压的计算方法,结合特高压直流换流站投切交流滤波器的过程,在直流控制器中实现对交流系统等效参数的实时检测。根据交流系统等效参数和直流换流站相关电气量,提出直流系统运行短路比的概念,用于定量分析交直流系统的强弱关系。最后针对典型弱交强直系统直流线路故障过程中的振荡问题进行分析,结合直流系统运行短路比优化直流控制参数,解决了故障过程中的振荡问题。

异步互联系统准同步运行的HVDC附加控制建模及稳定性分析

异步互联系统调频资源和备用容量的分割使得频率稳定问题突出,利用高压直流输电系统的附加频率控制(AFC)可以实现异步互联系统调频备用共享,参与系统频率调控。文中以改善异步互联系统整体的调频性能和频率质量为目标,研究基于直流两侧电网频率差进行无差控制实现异步互联系统准同步运行的直流AFC对两侧电网频率稳定性的影响。利用换流站交直流系统的功率平衡关系建立较为精确的高压直流输电系统线性化模型,得到异步互联两区域系统的负荷频率控制模型,以此进行特征分析指导AFC参数设计。多场景仿真结果表明,准同步运行的直流AFC在使两侧电网趋于同频运行的同时,能够适应两侧电网的容量自动调节直流功率,有效改善全系统的频率稳定特性。

大规模光伏集群经柔性直流构网送出的运行控制技术研究

在沙漠、戈壁与荒漠地区开发新能源是国家战略。此类地区的新能源覆盖面积广、场站电气距离远,且电网结构薄弱、缺乏常规支撑性电源,采用具有电网构造能力的柔性直流实现新能源稳定高效送出是一种较好的技术方案。针对沙漠、戈壁、荒漠地区大规模100%光伏发电基地经柔性直流送出的场景,分析系统的典型特征和关键问题,从稳态运行、交流故障穿越、直流故障清除、多站协同等方面,系统性地阐述柔性直流与大规模光伏场站构网送出的运行控制技术,为我国沙戈荒地区的大规模光伏开发和电力外送提供实现路径参考。

变电站直流操作电源监控系统的设计研究

基于变电站直流操作电源运维现状,提出直流操作电源监控系统的拓扑架构,重点研究直流操作电源监控系统的设计。研究结果显示,直流操作电源监控系统可实时采集蓄电池组数据,并将其传输至控制中心,有利于工作人员实时监测变电站电力系统的运行状态。不仅可以有效降低变电站的维护工作量,而且可以实时监测直流设备的运行状态。

基于有源换相换流器的高压直流输电系统 交流故障穿越策略研究

介绍一种基于有源换相换流器ACC(active commutated converter)的高压直流HVDC(high voltage direct current)输电系统,分析有源换相换流器在两相旋转坐标系下的数学模型,提出了一种含附加虚拟项的基于比例谐振PR(proportional resonant)控制器的控制策略,并对控制器参数进行了设计,实现了负序电网电流的抑制和换流器的单位功率因数运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,仿真结果验证了所提出的交流故障穿越策略的正确性和有效性。

高压直流输电系统孤岛运行调频策略

高压直流输电系统采用送端孤岛运行方式能够显著改善远距离送电系统稳定性和提升送电能力,其中孤岛系统的频率稳定性是决定能否孤岛运行的关键因素之一。结合前期天广、云广直流孤岛调试结果,阐明孤岛方式下优先利用直流系统频率限制器(frequency limitation control,FLC)平衡功率波动、放大机组一次调频死区作为后备措施、优先调整机组功率、利用FLC自动跟随的调频策略。针对孤岛方式下直流双极跳闸后出现的部分机组调相运行的现象,利用电力系统功率扰动的3阶段分配原理解释了产生原因,提出避免机组长时间调相运行的控制策略。现场试验结果验证了所提调频策略的有效性,为未来直流孤岛运行方式安排和控制措施的确定提供了依据。

特/超高压直流输电系统单极运行下变压器中性点直流电流分布规律仿真分析

为揭示直流系统运行方式与变压器直流偏磁现象之间的内在联系,基于宜昌电网的实际参数和PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,采用交流系统网络化建模的方法,建立了包含宜昌电网两条500 k V直流输电线路以及接地极临近区域220 k V交流变压器的直流偏磁电流分布仿真模型。对给定工况下变压器中性点直流电流的分布情况进行了仿真,并与现场实测的数据进行了对比验证,还分别对单接地极场景以及双接地极场景时各个特征变电站主变中性点直流电流分布情况进行仿真,揭示了变压器中性点电位差是决定其直流电流分布特征的根本原因。结果表明:所建立模型的误差在10%以下,具备复现系统实际运行情况的能力。分析结果能够为从系统运行角度抑制直流偏磁提供理论依据。

直流输电对交流系统变压器的影响

列举了天生桥—广州直流输电系统、三峡—广东鹅城直流输电系统、贵州高坡—广东肇庆直流输电系统调试投运期间的大量现场实测数据,并对这些数据进行分析,结果表明直流输电系统单极大地回线方式或双极不对称方式运行时对交流系统中性点接地运行变压器的噪声、变压器中性线直流电流以及电网谐波电压均会产生较大影响,严重时可能损坏电力设备。该结论对直流输电系统的设计、建设、运行以及交流系统采取相应措施有极重要的参考价值。

直流光电电流互感器运行及分析

介绍了国内首台直流光电电流互感器的工作原理和实际运行情况,提出了直流光电电流互感器现场校验方法;结合实际运行测试结果进行了误差分析,给出了进一步的完善方法。直流光电电流互感器的实际运行表明:测量准确度达到设计要求,激光供电能适应换流站现场运行;直流光电电流互感器现场校验标准及设备亟待建立。

高压直流输电中阀短路保护的动作方程研究

作为高压直流输电系统中换流器的主保护,现有的阀短路保护主要有2类动作方程。这2类动作方程的动作函数和制动函数均存在一定的差异。通过分析阀短路保护测量的电流在各种换流器故障下的变化规律,对2类动作方程进行了对比分析。在此基础上,对其中的一类动作方程进行了改进,使其具备定位故障桥的功能。提出阀短路保护的分段式制动函数,较好地克服了保护的选择性和灵敏性之间的矛盾,并给出了相应的参数确定方法。以CIGRE直流输电标准测试系统为例,对区内所有短路故障和区外一些短路故障进行测试,验证了该文对2种动作方程理论分析的正确性和制动函数中参数确定方法的合理性。

风力发电系统中并网逆变器并联运行环流分析

并网逆变器直接并联运行时,可使系统体积减少、成本降低,但并网逆变器直接并联时会产生环流。为此,详细分析了并网逆变器直接并联运行时环流产生的机理,建立了并网逆变器并联运行时旋转坐标系下的状态平均模型。在该模型的基础上分析并网逆变器并联运行时的相互影响,以及并网逆变器采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法时零矢量对环流的影响。通过控制SVPWM算法中不同零矢量在每一个PWM周期的作用时间来抑制环流,对并网逆变器在不同情况下的并联运行进行了实验。实验结果表明:该控制策略能有效地抑制环流,从而验证了该控制策略的可行性和正确性。

电缆分布电容对出口继电器动作的影响分析及应对措施

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》从设计角度对继电器动作功率和动作电压提出了要求,但在发生直流接地或交流窜入时,若控制电缆的分布电容超过临界值,出口继电器仍旧会误动作。从设备运维检修的角度,设计了一种电缆分布电容的在线监测系统,实现对该类风险的预警,并给出了相应的控制措施。该监控系统通过向直流系统注入低频交流信号,以交流电流为量测量,计算其分布电容并与临界值比较。为实现分布电容的平稳准确测量,基于磁饱和原理和磁通感应原理,设计了一种测量微小交直流信号的电流互感器;采用直流电子负载中的恒阻模式,设计了一种电压均衡模块来平衡直流母线电压。

±800kV特高压直流输电控制保护系统分析

为探讨特高压直流(UHVDC)控制保护与常规高压直流(HVDC)控制保护的异同点,深入分析了特高压直流控制保护系统的独有特点。以向上特高压直流输电工程为例,介绍了特高压直流控制保护系统的框架、配置特点以及与常规高压直流控制保护系统的异同,分析了特高压直流在功率补偿、阀组控制、换流单元的在线投退策略、融冰运行模式等方面控制算法的变化,最后阐述了基于常规高压直流保护改进的换流变压器压器饱和保护和最后断路器保护原理以及特高压直流特有的保护功能。分析结果表明,特高压直流采用双12脉动阀串联结构,并增加了旁路开关等阀连接母线区,其一次系统接线的独有特点及更高可靠性的要求是特高压直流控制保护系统与常规高压直流控制保护系统有所区别的主要原因。DCC800特高压直流控制保护系统拥有控制UHVDC串联阀组的能力,增加了阀组之间的协调控制和保护,使特高压运行方式更具灵活性和多样性;特高压直流采用"三取二"保护原理和冗余的增强型时分多路复用(eTDM)总线,并较好地解决了主机死机的问题,整体可靠性更高。

同杆双回线环流对方向纵联保护的影响及改进

在分析同杆双回线主要的排列方式和不平衡电流现象的基础上,研究了超高压同杆双回输电线路在区外相间故障时由于零序环流超过门槛值造成的零序功率方向元件误动事故。对同杆双回线零序环流不平衡度进行了分析,并利用EMTDC对同杆双回线发生区外相间故障时的零序环流不平衡度进行了仿真计算。针对零序环流造成同杆双回线方向纵联保护误动的情况,提出了同杆双回线序分量方向纵联保护的改进措施。