Study on the Application of UHVDC Hierarchical Connection Mode to Multi-infeed HVDC System

随着我国特高压交直流技术的广泛应用，多馈入直流集中落入受端负荷中心将是未来我国电网发展所面临的重要问题。为从电网结构上有效解决多馈入直流系统的问题，提出一种特高压直流分层接入交流电网的方式。研究分层接入方式直流多馈入短路比计算方法的适用性，从理论上对比特高压直流不同接入方式下多馈入直流电网的系统特性，证明特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统的电压支撑能力，引导潮流在1000kV与500kV层级间合理分布。结合国家电网规划，仿真验证了特高压直流分层接入方式的优势。

混合多馈入直流输电系统中LCC分层接入方式下后续换相失败抑制策略

随着直流输电的发展,LCC-HVDC与VSC-HVDC将不可避免的馈入同一区域电网,我国部分地区已经形成了混合多馈入直流输电系统,而受端LCC分层接入方式能够提高混合多馈入直流输电系统的电压支撑能力。受端分层接入方式下特高压直流输电工程在本层阀组发生换相失败时,由于层间耦合关系,可能引发非故障层阀组同时发生换相失败。提出基于MMC快速无功支援与LCC非故障层超前触发角补偿的协调控制策略,根据不同交流电压跌落程度,考虑受端MMC四象限运行能力向受端LCC非故障层提供无功支援,需要的无功支援量在MMC四象限运行范围内时,仅由MMC进行无功支援,利用公共耦合母线的电压跌落值确定MMC无功支援指令值。需要的无功支援量超过MMC四象限运行范围内时,MMC无功支援指令值为四象限运行有功临界值时的无功最大值,同时启动LCC非故障层的超前触发角补偿控制。大量仿真测试表明所提协调控制策略对高低端逆变器同时发生换相失败的抑制效果明显。

特高压直流分层接入方式下抑制连续换相失败的直流电流控制策略

特高压直流分层接入系统逆变侧交直流间均存在耦合,单一换流站发生连续换相失败容易导致电网发生连锁故障。针对这一问题,从层间交互作用机理出发,深入分析了高低端换流器控制响应差异以及其动态无功特性。分析表明:故障恢复阶段的无功交互量增加会导致非故障层换流母线电压的跌落,并直接引起该层换流器关断角的减小,从而引发连续换相失败。在此基础上,提出一种抑制连续换相失败的直流电流控制策略。该策略综合考虑无功交换量与换流母线电压的波动特征,通过系统实际运行状态实时计算直流电流指令来实现对高低端换流器的连续换相失败抑制。最后,建立了分层接入系统电磁暂态模型,通过多工况对比验证了策略的有效性。所提策略能够降低分层接入系统发生连续换相失败的概率,同时改善两层交流系统电压恢复特性,有利于系统安全稳定运行。

A tour-based analysis of travel mode choice accounting for regional transit service

The aim of this work is to explore the impact of regional transit service on tour-based commuter travel behavior by using the Bayesian hierarchical multinomial logit model, accounting for the spatial heterogeneity of the people living in the same area.With two indicators, accessibility and connectivity measured at the zone level, the regional transit service is captured and then related to the travel mode choice behavior. The sample data are selected from Washington-Baltimore Household Travel Survey in 2007,including all the trips from home to workplace in morning hours in Baltimore city. Traditional multinomial logit model using Bayesian approach is also estimated. A comparison of the two different models shows that ignoring the spatial context can lead to a misspecification of the effects of the regional transit service on travel behavior. The results reveal that improving transit service at regional level can be effective in reducing auto use for commuters after controlling for socio-demographics and travel-related factors.This work provides insights for interpreting tour-based commuter travel behavior by using recently developed methodological approaches. The results of this work will be helpful for engineers, urban planners, and transit operators to decide the needs to improve regional transit service and spatial location efficiently.

面向信息时代网络赋能指挥控制的层次模式连通结构

信息时代网络赋能指挥控制(network enabled command and control,NEC2)的理念,是通过使联网作战兵力信息共享效益最大化,达到作战效能的最大化.通过分析NEC2信息布局应具有的属性要求,提出一种可实现的层次模式联合兵力指挥控制(command and control,C2)连通结构,对其自适应C2特性进行分析,最后结合层次模式指挥控制连通结构信息交换示例,对信息标准交换和按需交换进行介绍,并论述了该连通结构的特性、优点和技术要求.

特高压直流分层接入方式下受端交流系统接纳能力分析

特高压直流分层接入交流电网方式具有引导潮流合理分布、提高电压支撑能力等优点,将在我国新建的大容量特高压直流工程中广泛应用。在新的接入方式下,大规模的电能将注入同一区域内不同电压等级的电网中,如何准确分析受端系统的接纳能力亟待深入研究。以实际特高压直流分层接入工程为研究对象,建立分层接入方式下交直流系统的等效模型;在影响因素分析的基础上完善分层接入短路比的定义,并分析其对受端电网接纳能力的影响;推导临界短路比和边界短路比的数学公式,提出分层接入方式下受端系统强弱的量化判断标准。

特高压直流分层接入方式下受端换流母线电压稳定裕度分析

为了保证新型特高压直流分层接入方式下的电压静态稳定,基于阻抗匹配理论研究了特高压分层接入方式下受端各换流母线的电压稳定裕度。首先,采用电网节点阻抗矩阵和多端口网络等值方法,将分层接入方式下的直流从其落点处等值成两个相对独立单端口网络的形式;进而,利用阻抗匹配定理,推导了分层接入方式下直流在各层换流母线电压稳定裕度的计算表达式;然后,研究了虚拟电压源、虚拟阻抗和虚拟功率的直流等值方案,分析了3种等值方案下所提出电压稳定裕度指标的差异性。最后,以实际锡盟–泰州±800 k V直流输电工程电网数据计算了等值方案下23节点的电压稳定裕度为29.1%,12节点电压稳定裕度为47.5%,算例结果验证了该电压稳定裕度指标在评估换流母线电压稳定性上的可行性。

特高压直流分层接入方式下换流母线电压的稳定性

特高压直流分层接入交流电网的新方式可提高受端电网接纳直流功率的能力,从电网结构、直流控制方式等方面合理分析特高压直流分层落点近区500 k V层和1 000 k V层换流母线的电压稳定性问题亟待深入研究。为此首先分析了不同层逆变器的功率输出特性,并基于降阶雅克比矩阵推导了换流母线处电压稳定性因子的计算方法,进而提出了分层接入方式下各层换流母线的电压稳定性判据,判据表明综合电压稳定性因子越接近于0说明系统的电压稳定水平越好。利用该判据,分析了不同直流控制方式下电压稳定性的差异,得到了不同控制方式下电压稳定性的排序。从排序看出,整流站采用定电流控制或定功率控制、逆变站高低端逆变器都采用定电压控制的综合电压稳定性因子最小,为0.314 0,说明各层换流母线电压稳定水平最好;整流站采用定功率控制、逆变站高低端逆变器都采用定熄弧角控制的综合电压稳定性因子最大,为0.672 8,说明各层换流母线电压稳定水平最差。同时研究了直流功率输送水平对换流母线电压稳定的影响。最终得出的结论为:整流站控制方式由定功率变为定电流,或者逆变站高低端逆变器控制方式由定熄弧角变为定电压都能够提高分层直流落点处电压稳定水平;相对低的直流功率输送水平也对提高各层换流母线处电压稳定性有利。最后,以锡盟—泰州直流输电工程为背景的算例仿真证明了该分析方法的合理性和有效性。

分层接入方式的特高压直流输电逆变侧最大触发延迟角控制

随着中国特高压直流输电技术的广泛应用,多馈入高压直流集中落入受端负荷中心将是未来我国电网发展所面临的重要问题。特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统电压支撑能力,已经列入国家电网规划。传统的逆变侧最大触发延迟角控制策略在逆变侧一个交流电网发生故障时会导致另一正常运行交流电网所连接阀组发生换相失败。该文提出一种改进的逆变侧最大触发延迟角控制策略:逆变侧一个交流电网发生故障时,控制另一个正常运行交流电网连接的阀组不以提升直流电压来抑制直流电流为控制目标,而以减小最大触发延迟角不发生换相失败为控制目标,可保证无故障交流电网所连接的阀组正常运行,避免了直流功率振荡。

特高压直流分层接入受端系统电压稳定性分析

特高压直流分层接入方式下,受端交流系统相互耦合,其无功电压特性更为复杂。如何评价分层接入方式下受端系统的电压稳定问题亟待研究。首先提出了直流分层接入方式下的电压稳定因子指标,并基于交直流混联系统的等值模型及特性方程,推导了分层接入电压稳定因子的计算方法。最后,针对不同直流控制方式和不同网架结构时的电压稳定因子大小,分析了多种运行方式下受端系统的电压稳定性。结果表明,直流系统采用整流侧定电流或功率,逆变侧均定电压控制方式最有利于受端系统换流母线的电压稳定。

特高压直流分层接入交流电网方式下直流控制系统设计

多馈入直流集中落点负荷中心将是我国未来电网发展面临的重大问题,在电网结构方面特高压直流分层接入交流电网方式是亟待研究的课题,该方式下的直流控制系统缺乏深入研究。文中首先对特高压直流分层接入方式下的直流控制系统整体结构进行了详细分析,发现在所提的分层接入方式下,整流站直流控制系统与普通特高压直流的控制系统区别不大,但逆变站存在较大差异。分层接入的逆变站与两交流系统相联系,直流电流、电压及熄弧角控制器应该配置在阀组层,并建议在串联双阀组的中间配置直流电压测点。其次,通过对受端系统的等效分析,证明了两交流系统的无功耦合程度较弱,无功功率可以独立平衡,交流滤波器需分开配置。由于高、低端串联阀组分别接入不同的交流电网,换流变分接头也需独立控制。最后应用PSCAD/EMTDC仿真验证了整个直流控制系统的合理性和有效性。

特高压直流分层接入方式下稳态特性研究

探讨了特高压直流分层接入方式下交流系统逆变侧换流母线间电压相互作用影响关系的求解方法,并得出相互作用因子数学表达式。通过PSCAD仿真验证了所求的相互作用因子的准确性。分析了分层接入时,2组换流器采用不同控制方式时对相互作用因子的影响。根据所求的相互作用因子,得出分层接入时系统短路比。特高压直流分层接入方式下,在保持直流输电总功率不变的同时,当分层接入不同的受端系统时,可以使总功率在1000 kV与500 kV两级电网重新分配。最后分析了潮流重新分布时,特高压直流分层接入方式对系统换流器换相失败的影响。

两种可适用于分层接入的特高压直流输电控制系统

直流的分层接入方式将特高压直流输电线路接入不同电压等级电网,作为一种新的网络结构,其控制系统需要重新设计。本文结合传统的特高压直流输电控制系统详细分析了分层接入方式下特高压直流系统的控制系统,并介绍了工程中广泛使用的两种技术路线,据此设计了两种不同的特高压直流输电分层接入方式下的控制系统。基于PSCAD\EMTDC的仿真平台,本文针对两种控制系统建立了详细的仿真模型,并分析了控制系统之间的差异。研究发现分层接入方式下逆变侧的控制系统较常规特高压直流输电控制系统有一定差异,本文设计的控制系统均可以满足分层接入的方式下,直流输电控制系统对于控制的要求。

分层接入下绝对最小滤波器不满足回降功率策略研究

分层接入方式的特高压直流输电工程与常规直流特高压直流输电工程的明显差异之一是前者存在2个交流滤波器场,在绝对最小滤波器不满足功率回降、闭锁换流器等无功功率控制策略方面与常规特高压工程的无功功率控制策略差异较大。为了解决分层接入带来的绝对最小滤波器不满足回降直流功率协调控制问题,对分层侧的各种运行方式下出现绝对最小滤波器不满足回降直流功率的控制策略进行了研究,提出了通过控制模式转换、减少非故障电网被动功率损失量等措施,使得某一交流电网回降功率对另一交流电网影响最小,并在此基础上进行了RTDS仿真验证。仿真结果表明,所提的分层侧绝对最小滤波器不满足回降直流功率的策略可以较好地解决因分层接入带来的绝对滤波器不满足回降直流功率协调控制问题。

特高压直流分层接入方式的落点选择研究

基于CIGRE直流工作组的多馈入直流短路比(MISCR)的定义,引入直流权重因子,建立了分层接入方式下直流落点的稳定性指标,并结合经济性指标,构造线性权重的目标函数进行落点优化。算例分析表明本研究方法切实可行,便于工程应用。

分层接入特高压直流输电系统协调控制策略研究

分层接入方式的特高压直流输电系统能够提高多馈入直流输电系统的电压支撑能力,并缓解多馈入直流同时或级联换相失败问题,在工程中得到了应用。建立分层接入方式的特高压直流输电系统模型,研究了高低端逆变器同时换相失败发生的耦合机理。然后,提出基于逆变侧关断角的分层接入特高压直流输电系统高低端逆变器间的协调控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真研究了所提协调控制策略的作用效果,结果表明,所提出的基于逆变侧关断角的协调控制策略能够有效降低分层接入方式的特高压直流输电系统中高低端逆变器同时发生换相失败的概率。

同步调相机对分层接入特高压直流输电系统的换相失败抑制作用研究

特高压直流输电系统采用分层接入方式,直流侧通过串联方式连接的高低端换流器存在直流电流耦合,交流侧通过联络线连接的不同电压等级交流母线之间存在交流电压耦合,使高低端换流器的换相失败问题更加复杂。同步调相机具有无功补偿几乎不受母线电压影响、过载能力强等优势,有利于抑制换相失败,将其接入分层接入特高压直流输电系统,迫切需要研究在交直流耦合下同步调相机对高低端换流器换相失败的抑制效果。首先建立了同步调相机的分层接入特高压直流输电模型;理论上分析了分层接入特高压直流输电系统高低端换流器的交直流耦合机理,并分析了同步调相机通过交直流耦合作用对高低端换流器换相失败的抑制机理;最后对受端交流系统进行故障仿真,验证了分层接入方式下同步调相机对高低端换流器换相失败的抑制机理,同时揭示了交直流耦合作用对高低端换流器的影响机理,研究了同步调相机通过交直流耦合作用对高低端换流器换相失败的抑制作用。

特高压直流分层接入电网的落点选择研究

特高压直流分层接入交流电网不同电压等级的运行方式,为缓解大容量直流接入受端电网后的潮流疏散问题提供了有效手段。直流落点选择是一个多目标决策问题,考虑到直流分层接入电网的特点及影响,建立了直流分层接入电网的综合评价指标,在此基础上利用逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了对应的直流分层接入落点选择策略。以实际电网中特高压直流分层接入为例,采用所提方法评价了不同的直流分层接入方案,验证了方法的有效性,所提方法可方便地应用于对实际规划电网中直流分层接入落点方案的选择。

同步调相机对特高压直流输电系统最大传输功率的影响

为了研究同步调相机对特高压直流输电系统最大传输功率的影响,建立了含同步调相机的分层接入特高压直流输电系统模型,得到了系统稳态功率传输数学模型,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了数学模型的正确性。采用最大传输有功功率增加量指标,研究了系统短路比和同步调相机容量对分层接入特高压直流输电系统最大传输有功功率的影响。最大传输功率与分层接入特高压直流输电系统静态稳定裕度相关,为了研究同步调相机对分层接入特高压直流输电系统静态稳定裕度的影响,提出了直流输电系统的静态稳定储备系数,在500 kV侧系统短路比为3条件下,投入300MVA同步调相机比不投入时分层接入特高压直流输电系统静态稳定储备系数提高了2.14%,结果表明,接入同步调相机可以有效提高分层接入特高压直流输电系统的最大传输功率和静态稳定裕度。

陕北-武汉特高压直流输电工程无功控制策略研究

针对陕武工程分层接入系统的复杂性和特殊性,对其无功控制策略进行了优化和完善。在原有无功控制策略的基础上增加了过压快切、紧急停机后的快切以及后备无功控制等功能。过压快切旨在当交流侧电压由于故障急剧升高时,能够在短时内快速切除交流滤波器,保证交流母线电压运行在安全水平。紧急停机后的快切是指在陕武工程出现紧急停运后,无功控制功能迅速切除在投滤波器组,确保交流网电压稳定。后备无功是指当执行无功控制功能的两套直流站控主机全部不可用之后,实现后备无功控制功能的极控接口屏PCI能够根据交流母线电压变化,实现交流滤波器的切除,从而保证交流母线电压稳定,维持直流系统稳定运行。通过仿真试验验证了新增策略的正确性,最后对后备无功控制提出了改进建议。