利用直流断路器实现柔直换流器直流侧在线并网

高压大容量柔性直流电网中换流器的快速可靠在线并网是目前工程中亟须解决的问题之一。由于孤岛换流站不具备交流侧启动能力,需要通过直流侧启动实现换流器并网。为了限制直流侧充电电流,可利用直流断路器对换流器进行预充电。研究通过直流断路器分级合闸实现孤岛换流站在线并网的可行性,提出分级合闸过程中直流断路器电流应力以及避雷器能量的计算方法,并通过该计算方法对张北工程直流断路器的电气应力进行计算。在PSCAD/EMTDC仿真环境中建立了张北柔性直流电网模型并进行了仿真测试,验证了其在直流电网中的适用性,通过仿真结果证明了计算方法的准确性。

应用于高压直流电网充电启动的混合式直流断路器

近年来高压直流(high-voltage direct current,HVDC)输电技术,尤其是基于电压源换流器(voltage source converters,VSC)的直流输电技术在电力传输中的应用得到飞速发展,由此推动发展的直流电网概念,呈现出与传统交流输电系统相辅相成的趋势。建立可靠的直流电网,必然需要能将直流故障隔离的设备,例如混合式高压直流断路器(hybrid HVDC Breaker,HHB)。HHB可以隔离系统中的短时或永久故障。此外,基于模块化设计的HHB及其智能控制系统,应用顺序合闸控制功能可以辅助直流线路故障后的重启过程,同时可以借助此功能消除换流器启动过程中因子模块充电而引发的涌流问题,从而替代直流启动电阻(pre-insertion resistor,PIR)。介绍了混合式高压直流断路器(HHB)的模块化设计概念和换流器充电过程中HHB的时序逻辑,并在PSCAD中搭建了多端直流电网模型,仿真验证了HHB分级顺序合闸逻辑的合理性,通过对比充电过程的换流器各电气量变化验证了所提出方法对系统性能的显著改善。提出的方法为实现高压直流电网的高效经济运行提供了解决方案。