抑制风电场经LCC-HVDC并网系统交流过电压的无功功率分散协同控制方法

针对风电场经基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)并网系统换相失败导致的送端交流过电压问题,提出了无功功率分散协同控制方法。首先,研究了换相失败期间送端交流系统公共连接点(PCC)处电压和盈余无功功率特性。然后,从PCC处电压和无功特性出发,基于无功-电压耦合关系及交流侧潮流方程,分别确定了基于本地功率电压特征的LCC整流站触发角及风电场站无功功率参考值,通过分散控制LCC和风电场实现协同抑制PCC处过电压的目的。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了风电场经LCC-HVDC并网系统模型并进行了仿真研究,结果表明所提出的分散协同控制方法可以有效抑制换相失败后恢复期间的交流过电压水平。

特高压直流输电系统交流过电压控制动作策略分析研究

在特高压直流输电工程中,为了防止出现交流母线电压过高继而威胁直流系统稳定运行的情况发生,系统在无功功率控制中配置了交流过电压控制功能。为了解交流过电压控制功能动作特性,该文对特高压直流工程中实际配备的交流过电压控制软件逻辑以及动作策略进行了分析研究,并结合RTDS仿真系统对该工程典型运行工况下的交流过电压情形进行了仿真计算,验证了交流过电压控制功能的有效性,其分析结果对该工程的后续建设及研究具有一定的技术支撑及参考意义。

抑制HVDC送端交流暂态过电压的控制系统优化

为抑制直流输电(HVDC)换相失败恢复过程中的送端交流暂态过电压,通过电磁暂态仿真分析了换相失败过程中HVDC主要状态量的变化特性,分析了相关控制环节的参数与换相失败发生时整流侧交流母线过电压和低电压的灵敏度关系,发现电流控制环节的比例系数、积分时间常数以及换相失败预测功能环节的最小电流限制量和直流电压下降测量时间常数等变量对整流侧交流电压特性有明显影响。通过以上参数的优化,可以在保证直流系统性能的前提下实现换相失败故障后送端交流过电压的抑制。研究结果表明:整流侧电流控制环节、低压限流环节、换相失败预测功能环节是影响换相失败恢复过程的主要控制环节。低压限流环节中的直流电压下降测量时间常数对过电压幅值限制作用明显,对系统动态性能影响较小,可以在控制系统优化时重点考虑。

EMTP在特高压交流输电研究中的应用

为了使EMTP能为正在开展的特高压输变电技术服务,在简单介绍EMTP元件模型的基础上,围绕特高压交流输电研究各主要课题论述了EMTP的使用方法,因特高压线路的高电压、大电容、小电阻带来了其它电压等级所未有的技术问题,诸如零点偏移、谐振过电压、潜供电流熄灭和短时间工频过电压升高等,故需对特高压系统的这些特有现象进行详细模拟。为了降低特高压输变电设备的造价,特高压的绝缘设计不能是单纯的既有电压等级的延伸,而是需对特高压系统的过电压进行详细计算,EMTP是解决上述2个问题的最好工具。

主动换相型电流源换流器直流故障特性及恢复策略

主动换相型电流源换流器(current source converter,CSC)兼具电压源换流器(voltage source converter,VSC)与电网换相换流器(line commutated converter,LCC)的部分优点,为高压直流输电系统提供了新方案。然而,现有对CSC直流故障特性的研究不够深入,直流故障清除与恢复的控制策略有待探索。首先,分阶段分析刻画了CSC高压直流输电系统的直流故障特性;随后,基于CSC的直流故障特性,提出了直流故障时交流过电压与振荡的抑制方法,以及直流故障后系统重启恢复的控制策略;最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了基于CSC的高压直流输电系统,验证了CSC直流故障特性分阶段刻画分析的正确性,以及CSC直流故障抑制方法与重启恢复控制策略的有效性。

金中直流送端系统运行方式优化研究

金中送端配套电源两径流式水电厂在枯水期因来水不足开机数量受限,不能满足直流安全运行的短路容量要求;机组长期低负荷运行导致发电设备和厂房基础结构出现严重安全隐患,威胁电厂和直流安全运行。依据设计要求和仿真分析短路容量不足对系统稳定性、交流过电压和低次谐振特性的影响,优化金中直流安全运行边界条件及直流输送功率设定。为保证被动跳进孤岛后系统稳定运行,提出主动闭锁直流的技术方案,即先切除换流站中的全部交流滤波器,然后紧急停运双极直流。该运行方式优化方案降低了直流送端开机要求,最低总开机台数由4台降至2台;枯水期直流送端功率设定600MW,既满足机组枯期出力送出又满足金中直流在联网和孤岛运行方式安全稳定要求,增强直流及送端机组运行方式安排灵活性。

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。