LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统故障穿越控制策略

送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用全半桥子模块混合型模块化多电平变流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,当受端交流系统发生故障时,受端交流电压跌落,受端功率传输受阻,盈余的功率导致子模块电容过电压,甚至可能造成设备的严重损坏。为此,提出了一种基于FHMMC直流电压降压运行的受端交流系统故障穿越控制策略,使其直流电压始终低于逆变侧交流母线的电压有效值。同时,整流侧LCC保持常规的定直流电流控制,保证逆变侧的直流电流在额定值附近运行,从而实现了进入直流系统的有功功率与逆变器向受端交流系统输出的有功功率之间的平衡。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上对LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统发生的对称故障和不对称故障分别进行了仿真分析,仿真结果验证了所提控制策略能够快速有效地穿越受端交流系统故障,并抑制子模块电容过电压。

远海风电柔性直流送端交流系统故障协调控制

为提升远海风电对称双极柔性直流送端交流系统单相接地故障和两相短路故障工况(第一类故障)下的功率输送能力,以及三相接地故障工况(第二类故障)的交流电压稳定性,提出海上换流站协调控制策略。首先分析了第一类故障的过电压和极间环流产生机理,以及第二类故障的交流电压失稳机理。在此基础上,提出了功率平衡控制策略和输出有功电流策略。第一类故障下定电压控制极采用限压策略,功率平衡控制策略抑制极间环流,增大定电压控制极的功率,减少了交流电压控制器响应时间,提升了功率输送能力。第二类故障工况下,定电压控制极切换为交流电流控制模式,定功率控制极的输出有功电流策略抑制电压相量幅值和相位变化,解决了交流电压失稳的问题。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建远海风电柔性直流送出系统仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略有效性。

交流系统故障诱发多直流馈入系统换相失败风险评估

换相失败是直流系统逆变器最常见的故障之一,交流侧故障是其最主要的诱因。文中以换相电压时间面积为换相失败判据,在构建换相失败风险评价指标体系的基础上,提出了交流系统故障诱发多直流馈入系统换相失败风险评估方法,计及了多个不确定因素的综合作用。以南方电网2009年夏大运行方式为算例,充分验证了所述评估方法,能有效地探明诱发直流系统换相失败的薄弱环节,指导电网规划与运行维护,以减少或避免多直流系统换相失败,对保障电力系统的安全稳定运行具有现实意义和工程应用价值。

交流系统故障时统一潮流控制器处理策略

统一潮流控制器(UPFC)作为功能全面的电力电子设备,需具备较高的故障穿越能力。在交流线路发生故障时,UPFC的串、并联换流器均会承受故障的冲击,且对于线路的瞬时性故障,需要UPFC在线路故障清除后继续运行。从UPFC的结构和故障特性着手进行分析,提出了UPFC在交流系统故障时的处理策略,使其具备系统故障时的故障穿越能力;UPFC并联侧通过控制策略的优化能在故障期间持续运行,串联侧通过控制保护策略与线路保护和重合闸逻辑的配合,能快速退出及重新启动。该策略经过了人工短路试验的验证,并在南京UPFC示范工程运行过程中通过了系统实际故障的考验,该策略的合理性得到了验证。

交流系统故障下高压直流输电晶闸管触发监测单元储能方式

晶闸管触发监测(TTM)单元是直流输电换流阀的核心器件之一,用于实现阀控系统和换流阀间信号的光电转换,完成换流阀的触发与保护,其性能直接影响直流输电工程的可靠性。文中给出了具有高电位复合取能功能的TTM的功能设计框图,研究交流系统故障下TTM工作状态对高压直流输电系统的影响,提出TTM储能电路的设计方法,并以酒泉—湖南±800 kV/5 000 A直流工程参数为例,对TTM储能电路进行了理论计算、仿真分析和试验研究。以该成果为核心技术的A5000型换流阀TTM已应用于多个直流输电工程。

整流侧交流系统故障对高压直流输电系统的影响

针对交直流系统并联运行时二者相互影响的问题,以天广直流输电工程和整流侧交流系统故障的事故为基础,利用Matlab对整流过程做数学仿真,并采用傅立叶变换分析仿真结果,从理论的角度阐明了整流侧交流故障时直流电压和电流出现大量二次谐波的原因,这有利于采取相应的保护和控制措施,减小谐波的影响和危害;对更深入的研究交直流并联系统的运行和控制、更有效地处理交直流系统之间的相互影响,也有一定的帮助。

±1100kV/5000A换流阀在交流系统故障时的运行能力分析

笔者介绍了±1 100 kV/5 000 A换流阀的基本结构,分析了在交流系统故障时限制换流阀运行电流的因素。当交流系统出现对地故障时,就会引起换流站交流母线电压降低,从而影响换流阀的运行条件。以西电电力系统公司自主研制的±1 100 kV/5 000 A换流阀为例,通过主回路参数的计算及晶闸管结温的计算结合实际运行工况分析了±1 100 kV/5 000 A换流阀在交流系统故障时的运行能力。

换流站交流侧故障对HVDC系统的影响

交流系统故障对HVDC系统运行造成的影响程度决定于交流电压下降的速度、幅值、相位的变化、故障点离换流站的距离、交流系统的强弱以及换流站控制器的控制模式和控制参数。通过对换流站交流侧故障情况下HVDC动态响应的深入分析,得出了降低换流站换相失败率的一些方法。

向无源网络供电的MMC-HVDC送端交流故障穿越策略

向无源网络供电的模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统的送端交流系统发生故障时,功率传输的不平衡会使MMC-HVDC直流电压严重跌落直至系统崩溃。首先分析了送端交流系统发生故障时MMC电容放电的机理,然后设计了一种向无源网络供电的MMC-HVDC送端交流故障穿越策略,该策略的核心思想是在送端故障期间降低无源网络吸收的功率从而使MMC-HVDC直流侧功率尽量平衡。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了向由感应电动机和静态特性负荷组成的无源网络供电的MMC-HVDC系统,验证了送端系统故障时MMC电容放电机理。仿真结果表明,在所设计的故障穿越策略的作用下,MMC-HVDC在送端交流系统故障期间能够遏制直流电压跌落而保持稳定运行,提高了系统的故障穿越能力。

交流故障下永富直流换流器差动保护误动风险分析

永富直流的逆变站（广西侧）交流系统稍弱于云南侧,因此当其逆变侧交流系统故障时,极易引起直流系统换相失败,甚至连续换相失败。永富直流继续沿用了延时3 s的100 Hz保护,因此急需对交流系统故障下直流系统保护是否存在误动风险进行分析预判。以永富直流系统仿真模型和现场采用的阀组保护逻辑为基础,仿真分析了逆变侧交流系统不同故障类型、不同故障相角及直流不同运行方式下,现行阀组保护的动作特性并统计了其动作概率,并基于此给出了换流器差动保护误动的风险概率。分析表明：逆变侧交流系统发生单相接地、两相接地以及三相故障时,阀组差动存在误动的风险,而桥差保护不会误动;逆变侧交流系统发生单相接地故障时,直流系统不同的运行方式下阀差保护均有误动的风险,而桥差保护不会误动。因此提出了采用交流故障特征量来闭锁阀差保护以及采用延时来保证保护的选择性的改进策略,其有效性得到了仿真实验验证。

基于PSCAD/EMTDC软件的直流输电系统故障仿真研究

利用PSCAD/EMTDC软件包对高压直流输电系统进行建模,介绍了该软件包的主要结构和功能,并在此模型基础上进行了动态仿真,分析了系统的稳态特性和动态特性,同时对系统中的几种常见故障进行了仿真。该软件能较准确地考察暂态过程中高压直流输电系统的动态特性。

站用400 V交流系统绝缘故障类型及危害分析

交流供电系统是应用最为广泛的供电系统,供电系统设备种类众多,系统覆盖面积辽阔,所以交流系统故障发生在所难免。各种交流系统故障监测与保护均有反措,本文针对站用400 V交流供电系统分析,总结系统绝缘故障类型、分析故障危害,提出站用400 V交流供电系统在线监测需求与想法。

交流侧故障时MMC-HVDC换流单元的控制策略探讨

探讨MMC-HVDC换流单元在交流侧故障时的控制策略及其系统响应。介绍了MMC-HVDC换流单元的换流原理、控制原理以及交流系统的故障特性,提出了MMC-HVDC换流单元在交流侧故障时所采取的控制策略。实际案例表明,MMCHVDC换流单元在交流系统故障时有较快的响应速度,控制策略可为交流系统提供快速无功功率支撑,提高了交流系统的暂态稳定性,确保了两侧互联的交流系统的安全稳定运行。

柔性直流输电受端交流侧故障下的控制策略

为了柔性直流输电受端交流侧故障下的电网电压尽快恢复,在详细分析了传统电压裕度控制的切换过程后提出了一种改进的电压裕度控制策略,通过在跌落瞬间的积分清零及给定值调整,缩短了切换的动态过程,减小了直流电压的冲击。同时设计了故障期间的有功和无功协调控制,根据电网跌落深度发出相应的无功电流,剩余的电流容量用于维持故障前的有功水平。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了柔性直流输电系统的仿真模型,验证了本文所设计控制策略的有效性。

±660kV银东直流输电工程受山东交流电网故障的影响研究

交直流混联输电系统中的交直流相互影响问题一直备受电力设计、运行单位的关注。该文详细介绍了±660kV银东直流输电工程的控制策略,并采用一种适用于电磁暂态仿真的动态等值方法对受端山东交流电网进行了等值建模;在此基础上,通过建立银东直流输电工程及山东交流电网的PSCAD模型,对距离银东直流系统较近、较远及很远的交流线路故障及其对银东直流系统的影响进行了仿真研究。结果表明,距离银东直流系统越远,交流电网故障对直流系统运行特性的影响越小;对于相同条件下的同一故障点,三相短路故障对直流系统的影响比单相接地故障要大得多。

一次CINRAD/SAD雷达伺服系统故障的处理方法和原因分析

介绍韶关新一代天气雷达在系统升级后的一次伺服系统故障处理过程,并对故障原因和双线偏振雷达伺服系统做了比较详细的分析。

基于ADPSS的高压直流输电系统机电暂态-电磁暂态混合仿真研究

为了准确分析高压直流输电系统的动态特性,针对±500 kV江城(湖北江陵-广东鹅城)高压直流输电实例工程,给出一种基于全数字实时仿真装置(ADPSS)的机电暂态-电磁暂态混合建模方法。利用电路等值转换理论分析了机电-电磁混合仿真的计算机理,进而阐述了机电模型及电磁模型的建模方法。利用所构建的直流工程混合模型,开展了整流侧与逆变侧的交流系统分别发生接地故障的模拟仿真,并与采用交流电网化简处理的常见直流系统纯电磁建模仿真进行了比较分析。仿真结果表明,基于ADPSS的高压直流输电系统机电-电磁混合仿真建模方法是有效的,其相比纯电磁模型能更精确地反映直流系统的动态运行特性,从而增强仿真模型的准确度。

便携式变电站直流系统绝缘状态监测设备的研究

由于直流系统绝缘降低、接地,以及由于供电线路长造成对地电容效应变化等客观因素,或因为接线错误等人为因素,在变电站时有发生直流系统窜入了交流电源、直流互窜等异常现象,这些异常的发生会造成直流系统绝缘降低、接地以及误动等故障,其危害远大于单纯的直流接地,本文研究一款便携式的直流系统绝缘状态监测设备,实现故障模型及其特征量、运算算法及其故障逻辑判断、交流窜入故障录波、交流窜入及接地故障模拟、通信技术、显示、继电器驱动等技术,提升站用直流电源运行可靠性。

MMC-HVDC系统的低压限流单元

为解决MMC-HVDC直流电压控制站侧交流系统故障时直流电压失控的问题,通过加入低压限流单元对MMC的有功功率控制器进行了改进。改进后的控制器可根据直流电压的变化和预先设计的电流限幅曲线,自动调节有功功率控制站的内环有功电流指令值,以保证直流电压控制站侧交流系统故障时直流电压的稳定。仿真结果显示,在使用低压限流单元后,直流电压控制站侧交流系统故障时,直流电压上升或下降的幅度均在5%以内,直流系统可以保持连续运行,不会因直流电压异常而闭锁。证明所设计的低压限流单元可以在直流电压控制站交流侧故障情况下,保持MMC-HVDC系统直流电压的稳定,保证换流器不闭锁,并在故障清除后迅速恢复原有的有功功率,有效增强系统的故障穿越能力。

LCC与VSC级联的特高压混合直流输电系统控制策略

受端为电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC)与电压源换流器(Voltage Source Converters,VSC)级联的特高压混合直流输电系统能够抑制受端LCC换相失败导致的功率传输中断,系统接线方式和控制方式变得灵活和多样化。针对受端交流系统故障穿越,提出了基于直流电压与受端交流电压的低压限流控制策略和LCC限压恢复策略。针对多换流器的稳定运行,提出了多换流器功率协调控制策略和VSC在线投退策略。针对直流线路故障穿越,提出了基于直流电压偏差控制的穿越策略。基于电磁暂态程序(PSCAD/EMTDC)搭建了LCC与VSC级联的特高压混合直流输电系统仿真模型。仿真结果验证了所述控制策略的有效性。