混合直流输电系统送端交流暂态电压特性研究

对于大规模新能源特高压直流外送系统,受端电网故障可能导致送端电网电压剧烈变化,严重威胁送端电网的安全稳定运行,因此送端电网暂态电压是直流输电系统适应性的重要考虑因素。混合直流输电结合了常规直流和柔性直流的优势。针对大规模新能源混合直流外送应用场景,首先介绍了两端混合直流输电系统典型拓扑,建立了相应数学模型,阐述了基本控制结构。然后分析了当受端交流电网发生短路故障,采用不同直流输电拓扑方案时送端电网的交流暂态电压特性。最后在 PSCAD/EMTDC 搭建了不同混合直流输电系统仿真模型,验证了上述分析的有效性。

采用VSC-HVDC改善LCC-HVDC直流侧暂态特性的无功协调控制

为了抑制常规直流输电换相失败引起的整流侧直流过电流和交流暂态电压,提出了一种适用于柔性直流输电和常规直流输电整流侧并联情况下的混合多馈入直流系统的暂态无功协调控制策略。首先分析了换相失败后混合多馈入直流系统的暂态特性,然后基于常规直流输电的定直流电流控制和柔性直流输电的定交流电压控制的控制特点,设计了混合多馈入直流系统的暂态无功协调控制模块,包括故障判断模块、快速触发角响应模块和快速无功响应模块,抑制换相失败引起的过电流和暂态电压。在PSCAD/EMTDC中搭建混合多馈入直流系统的模型并进行仿真对比分析,结果验证了所提暂态无功协调控制策略的控制效果优于柔性直流输电采用定无功功率控制和定交流电压控制。

换流母线分段运行对±1100kV特高压直流输电工程的影响

依托准东外送特高压直流工程的送端系统,针对换流母线分段断开与分段串联电抗器等抑制短路电流的措施开展研究。首先从系统阻抗角度分析了分段措施减小短路电流的原理;然后基于系统稳态潮流校核了分段前后换流母线短路电流的降低水平,分析了分段位置、串联电抗器阻抗值对抑制效果的影响;最后考虑直流系统运行特性,基于电网等值与交直流电磁暂态仿真建模,全面分析了分段措施对直流主回路设计、无功分组容量以及交流暂态过电压(ACTOV)的影响。研究结果表明分段措施对于限制短路电流效果显著(分段断开措施下三相短路电流降至26 k A),但同时也会引起无功分组投切电压波动的增大(小组波动>1%)以及交流母线避雷器应力的提升(分段串抗措施下避雷器能量升至6.16 MJ),故需要结合工程实际情况以确定是否采用。