受端混联型LCC-MMC直流输电系统的自适应电压协调控制方法

受端混联型LCC-MMC直流输电系统是一种在整流侧采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC),逆变侧采用高压阀组LCC和低压阀组模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)相串联的混合直流输电系统。当送端交流网侧电压跌落时,整流侧LCC直流电压减小,将会影响整个系统功率的传输。为此,分析了送端交流侧电压不同跌落程度对受端混联型直流输电系统运行特性的影响。在逆变侧MMC电压控制及LCC低压限流的基础上,优化了混联直流输电系统的电压协调控制逻辑,实现低压阀组MMC在正常运行状态与降压运行状态之间进行自适应切换。通过在PSCAD/EMTDC中建立受端混联型直流输电系统模型并进行仿真,结果表明,所提出的自适应电压协调控制方法能够提高受端混联型直流输电系统在送电端低电压状态时的传输功率。

受端混联型LCC⁃VSC直流侧谐波计算方法研究

受端混联型LCC-VSC混合直流输电技术不仅具备LCC和VSC的优势,而且在受端采用高压阀组LCC与低压阀组三端并联VSC相串联的结构,传输容量更大,制造难度低,造价低,是新型电力系统的重要组成部分,具有广阔的应用前景。然而,直流侧谐波特性对整个受端混联型LCC-VSC系统的控制保护有比较大的影响,目前很少有文献对该系统直流侧谐波特性展开研究和讨论。因此,分别建立LCC、直流滤波器和VSC谐波等效模型,根据受端混联型LCC-VSC拓扑结构提出其直流侧谐波计算等效模型,计算误差不超过10%。最后,利用某混合直流输电实例验证所提直流侧谐波计算方法的有效性和准确性。

交直流混联式三端半波长输电拓扑结构

针对半波长输电的点对点现状,为实现半波长输电系统的多端运行,提出了利用柔性直流系统作为半波长交流取能的接口,深入研究了直流系统接入半波长线路的运行特性,探讨了交直流混联拓扑结构实现三端输电的可行性。主要对新型拓扑结构的运行机理进行了研究,通过等效恒流源分析了直流取能接口的接入对沿线电压、电流的影响,并基于功率圆推导了三端输电时传输功率的变化,最后搭建交直流混联仿真模型研究了三端输电情况下交直流侧的特性。通过理论推导和仿真表明,在文中所提出的新型拓扑结构下,引入直流取能接口可实现大功率的抽能且不改变半波长线路的输电特性,但在线路中会引起过电压和无功倒流。

基于节点电流关系的多端柔性直流输电系统潮流计算

多端柔性直流输电系统是近年来的研究热点,而关于其潮流计算的研究是系统稳定控制和故障分析的基础,迄今为止,已有很多文献对此做了研究,但从其使用的求解潮流的数学模型方面看,都是基于节点功率关系的。提出了一种基于节点电流关系的多端柔性直流网络潮流算法,且考虑了下垂控制方式,以6节点直流网络和11节点交直流混联网络为例,在Matlab中编制了相应的程序,并与现有文献中的基于节点功率关系的潮流算法做了对比。对比结果显示,在不同的网络运行方式下达到相同的预定计算精度时,均比基于节点功率关系的潮流算法迭代次数少,所用时间短且当节点电压初值发生一系列变化时,所提算法依然可以快速求解出收敛解,而基于节点功率关系的算法,对于电压初值变化很敏感,迭代次数随初值的变化而变化。算例结果表明,所提算法对含有多端柔性直流系统的网络潮流计算具有较好的快速性和计算精度。

大规模直驱风电场经柔直送出系统交直流线路故障特征分析

针对具有故障穿越策略的永磁风电场经多端柔性直流(Voltage Source Converter Based Multi-terminal Direct Current,VSC⁃MTDC)输电系统外送的交直流混联系统,分析故障穿越控制目标下受端交流电网故障和考虑输电线路频变特性的直流系统输电线路故障发生后的故障特征,以及大时间尺度下,直流系统对交流故障的响应。研究结果表明:基于实时数字仿真(Real Time Digital Simulation,RTDS)搭建的交直流混联系统模型在有效控制故障发展的前提下,不同故障条件、控制策略下具有相对应的故障特征,如:交流并网线路故障时,负序电流将被抑制,换流站仅向故障点提供有限的正序电流,且优先输出无功功率,直流线路累积不平衡功率出现直流过电压现象,计及直流电压波动引起受端换流站的dq轴电流发生变化,造成交流线路故障电流短时间内增大约20%。直流线路发生单极接地故障时,故障极电压以最大700 kV/ms的速率迅速下降到0,非故障极电压上升为原来的两倍,且故障电流会随着接地电阻的增大而减小;当发生双极故障时,故障电流能够在数毫秒内达到额定电流的几十倍,最大速率可达8.25 kA/ms,严重威胁电力电子器件的安全,并且电压迅速降至0,此时通过混合直流断路器快速动作,在故障电流上升至额定电流2倍前切除故障线路,使系统满足N-1运行原则。仿真结果与理论分析结论相符。

交直流混联系统小扰动稳定性分析

以电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)在dq旋转坐标系下的动态数学模型为基础,推导了计及交直流系统交互影响的交直流混联系统小扰动分析模型;通过特征值分析实现了含VSC-HVDC的交直流混合系统在同一机电振荡模式下,几种不同运行控制方式阻尼特性分析,得出VSC-HVDC一侧定有功功率和交流电压,另一侧定直流电压和无功功率的运行控制方式为最佳阻尼运行控制方式。将此运行控制方式与其他方式在加入故障下进行时域仿真,仿真分析结果表明:最佳VSC-HVDC阻尼运行控制方式下,系统恢复稳定的时间最短,超调量最小。通过VSC-HVDC的参数灵敏度分析,提出了在VSC-HVDC最佳阻尼运行控制方式下可有效改善系统阻尼特性的相关措施。

应用SVG提升交直流混联电网电压稳定性研究

我国能源资源与负荷中心呈逆向分布的特点,电能需远距离输送至负荷中心。随着高压直流输电技术(HVDC)的快速发展,我国逐步形成多个典型的交直流混联大型受端电网,严重交直流故障可能导致系统电压崩溃。为此研究了SVG提升交直流混联系统电压稳定性的作用机制,提出了相应控制策略,并结合广东电网验证了SVG的应用效果。研究结果表明,通过在输电断面的关键节点安装SVG,可大大提升系统电压稳定性。

2010年云南电网的稳定运行与控制问题

针对2010年云南电网将形成的大规模云电东送交直流混联输电断面,分析了云南电网及其大型互联输电断面的稳定运行与控制将面临的几个关键问题,指出急需开展云南电网及其交直流混联输电断面动态行为的特征与机理研究和基于广域信息的统一协调控制理论、方法及相关技术的研究,并探讨了具体的研究方向和研究内容。