级联多端特高压直流控制保护系统配置及策略

该文针对金上直流工程主回路拓扑结构与运行方式的特点,设计了送端分址级联多端特高压直流控制保护系统的配置方案;提出送端分站的高、低压换流器的电压平衡控制方案,根据送端两站间通信条件,切换采用附加电压平衡控制的触发角协调控制和串联两换流器一个定电压、另一个定电流的控制策略;基于送端分站级联拓扑,研究了其直流保护功能配置方案,并提出针对送端站1内的极区/换流器区故障或者送端两站之间直流线路永久故障的快速清除方法。基于控制保护工程样机的RTDS闭环仿真结果表明,该级联多端特高压直流控制保护系统可以满足实际工程应用的要求。

混合级联特高压直流输电系统逆变站保护功能及闭锁策略设计

针对混合级联特高压直流输电系统的逆变站,基于其一次拓扑结构,按照保护无死区、故障易定位的原则,结合测量互感器的安装位置,提出了保护的分区建议和配置方案。根据逆变站故障发生的位置及严重程度,以快速切除故障、减少停运范围为目标,提出包括LCC(电网换相换流器)闭锁、单MMC(模块化多电平换流器)闭锁、MMC整体闭锁、顺序极闭锁和分步极闭锁的分级闭锁策略。以白鹤滩-江苏混合级联特高压直流输电工程实际的控制保护装置和按照工程成套参数建立的RTDS(实时仿真系统)模型组建了实时闭环仿真系统,通过仿真验证了所提保护方案和闭锁策略的可行性和有效性。

基于直流电流瞬时微分的特高压直流分层接入系统非故障层换相失败预防控制策略

在特高压直流分层接入系统中,由于层间耦合作用,某一层交流系统发生故障可能导致非故障层换流器发生换相失败。为此,考虑到故障过程直流电流的变化,提出一种基于直流电流瞬时微分的换相失败预防控制策略。该策略基于故障后直流电流的变化特性,得到换相电流时间面积控制中触发角修正量,代替原有换相失败预防控制,提高非故障层换相失败预防控制的启动精度;同时基于电流预测量和等效直流输入电阻动态调整低压限流控制器的指令值,提高其响应速度。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对不同工况下所提控制策略进行验证。结果表明,该策略可降低高低端换流器同时发生换相失败的风险,改善故障后系统的运行性能。

基于PMU的特高压直流输电系统孤岛运行控制方法

受特高压(Ultra-High Voltage,UHV)直流输电系统自身运行特点的影响,孤岛运行阶段的环流难以实现快速维稳,提出基于电源管理单元(Power Management Unit,PMU)的特高压直流输电系统孤岛运行控制方法。考虑输出电压的角度会受电压源换流器(Voltage Sourced Converters,VSC)的影响发生瞬时改变,提出有功-相角下垂控制方法,逆变器通过微型PMU的同步信号,确定派克变换的参考坐标系,将特高压直流输电系统孤岛运行阶段的目标维持频率作为控制基准。以调整特高压直流输电系统中所有分布式发电装置(Distributed Generation,DG)的相角参考值处于一致状态为导向,结合微型PMU测得的公共母线电压相角参数,控制有功补偿量。在测试结果中,环流达到0值后出现的偏离情况程度稳定在10.0 VA以内,并在测试后的0.8 s内达到0稳态。

特高压交流对四川电网多送出直流输电系统影响评估

雅安—荆门1000kV特高压交流投运后,四川电网将形成全世界独有的特高压交直流混联输电系统。为评估特高压交流投运对四川电网多送出直流输电系统的影响,针对四川电网2012年丰大运行方式,利用多馈入交互作用因子、多馈入运行短路比等评估指标,通过小干扰稳定性分析和仿真分析,对雅安—荆门1000kV特高压交流投运和未投运两种运行方式进行对比。结果均表明特高压投运后能有效提高四川电网三条直流系统的送端交流系统强度,减小送端换流站之间的交互作用,提高系统小干扰稳定性,提高短路电流水平和降低暂态过电压水平。

溪洛渡—浙西特高压直流投运后系统稳定特性及协调控制策略

溪洛渡—浙西特高压直流投运后,将与复龙—奉贤特高压直流形成我国届时最密集的特高压多直流送出系统。分析了多直流送出系统与交流电网的耦合特性,提出了多直流送端系统故障后送端交直流协调控制策略。多直流送出系统由于电气距离较近,故障后相互支援可靠性较高,且对送端区域电网潮流影响较小;但存在多个直流同时闭锁的风险,需要采取大量的控制措施。研究了溪浙直流投运后与受端交流电网相互影响规律,并对交流系统和直流系统重要参数进行敏感性分析。结果表明,优化参数能有效提升受端电网稳定性。

特高压混合三端直流输电系统定功率MMC交流故障穿越策略

送端采用电网换相换流器(LCC),受端采用模块化多电平换流器(MMC)的特高压混合直流输电系统是直流输电技术重要的发展方向之一。在该系统中,各换流站每极均由高、低两个阀组直流侧串联而成。当其受端MMC发生网侧故障时,现有穿越策略或将引起定有功功率MMC阀间均压环节失效,从而导致子模块电容过压的问题。针对该现象,首先梳理了系统在故障工况下面临的主要问题和矛盾;接着,重点针对阀间均压环节失效的内部机理进行了研究,并提出了一种基于有功功率限幅值的站间协调穿越策略,此外,为使其能够较好地适用于不对称故障,采用了一种零序电压注入的方法,以平衡不对称故障下相单元间的桥臂电流直流分量;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了相关模型,通过仿真对比,验证了本文策略能够兼顾不同受端站的桥臂过流和子模块过压风险,实现交流故障的可靠穿越,并尽可能地提升了故障期间的功率传输能力。

换流站在特高压直流系统中的关键技术研究

随着能源需求的增长和电力系统规模的扩大,特高压直流输电作为一种高效、可靠的输电方式受到广泛关注。而换流站作为特高压直流系统中的核心组成部分,其性能和可靠性对整个输电系统的运行至关重要。文章详细研究了特高压直流系统中换流站的关键技术,介绍了换流站的主要功能和工作原理,包括整流器和逆变器的结构及其在电力系统中的作用,分析换流变压器的设计和制造、智能控制与保护技术、选型和可靠性等关键技术问题。结合实际工程应用,提出了一些改进和优化方案,以提升换流站的性能和可靠性,为特高压直流输电系统的建设和运行提供技术支持与保障。研究成果对于推动特高压直流输电技术的发展,提高电力系统的安全稳定运行具有重要的理论和实践意义。

特高压直流输电技术对电力系统安全稳定性的影响分析

特高压直流输电技术作为一种先进的电力输送手段,在全球范围内逐渐得到广泛应用。文章详细介绍了特高压直流输电的基本原理,包括通过提高输电电压以减少线路电流和损耗,从而实现长距离和大容量电力传输的能力。分析了该技术的研究必要性,指出其在现代电力系统中的关键作用,尤其是在提升电网经济性和可靠性方面的贡献。此外,文章探讨了特高压直流输电技术的特点,如降低电容效应和提高系统稳定性等,以及在应对不同故障情况下的措施,如单极闭锁故障和双极闭锁故障的处理。通过实际案例分析,展示特高压直流输电技术在确保电力系统稳定运行和促进可再生能源利用方面的实际效益。

特高压直流换流站智能运维系统研究

文章针对特高压直流换流站智能运维系统展开研究,重点关注数据分析、故障诊断以及系统设计等关键技术。通过数据采集与监测技术实现对换流站运行状态的实时监测,结合数据分析与故障诊断技术进行智能预测和故障诊断,利用智能预测与优化调度技术进行运行优化。在系统设计与实现方面,提出相应的系统架构设计、数据处理与算法优化以及系统集成方法,为特高压直流换流站的智能化运维提供可靠的技术支持和理论参考。

大规模特高压直流输电系统中换流站配电保护策略研究

文章深入研究大规模特高压直流输电系统中换流站的配电保护策略。通过分析换流站的配电系统的特点和存在的问题,提出以智能保护装置为基础,结合模糊逻辑控制和人工神经网络技术的保护策略,实现对换流站配电系统的全面保护,并通过仿真实验验证保护策略的有效性和可靠性。

基于主客观最优组合赋权方法的特高压多馈入直流系统综合评价与优化研究

文章详细探讨了特高压直流输电系统的评价与优化方法,强调了在能源需求增长和结构转型背景下该系统的重要性。一方面,建立一套全面的评价指标体系,涵盖网损、静态安全、短路比等关键方面,并按照系统性、可量化性等原则精心选取和设计。另一方面,介绍基于主客观最优组合赋权的优选方法,该方法结合了G1法和熵权法,旨在提供一个科学且全面的评价框架,以支持更精准的系统评价和决策制定。通过构建评价矩阵和执行相对贴近度优选,不仅优化了多馈入直流系统的评价过程,还提升了决策的科学性和准确性。

国内首套自主可控特高压直流监控系统投运

2024-01-03T01:35,随着南网超高压公司±800 kV楚穗直流“双极功率升降试验结束,直流维持运行状态”最后一个调试项目完成,国内首套自主可控的特高压直流工程监控系统顺利投运。本次±800 kV楚穗直流监控系统的成功改造,对服务南方区域电力现货市场建设、促进特高压直流工程示范应用自主可控系统、提高±800 kV楚穗直流运行可靠性及操作效率等都具有重要意义。随着南方区域电力现货市场建设的发展,南方电网西电东送各回直流需具备直流功率远方实时控制功能。±800 kV楚穗直流控保系统为国外厂家供货,实现其直流功率远方实时控制功能的改造难度大,控保厂家提出整体更换直流控保系统解决方案,造价高达1.2亿元。

特高压直流输电对系统安全稳定影响研究

以金沙江一期、锦屏梯级水电基地外送采用特高压直流输电方案为依托,研究了2015年前后大容量直流馈入华东、华中、华北交流同步电网对处于交直流并列运行系统的安全稳定影响。分析了特高压直流发生单一及严重故障时交流输电通道及受端电网承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平;送、受端换流站近区交流系统发生单一或严重故障对直流系统的影响及系统的安全稳定水平;交流通道加装静止无功补偿器(SVC)、系统负荷特性变化、增加直流功率调制功能情况下特高压直流双极闭锁时系统的安全稳定性。

利用直流功率调制增强特高压交流互联系统稳定性

特高压交流试验示范工程投运后显著地增强了华中、华北两大电网之间的电力交换能力,但特高压系统的大功率传输也对华中、华北电网联网安全稳定运行提出了更高的要求。利用直流输电系统传输功率的快速可控性,可以为暂态过程中的交流互联系统提供紧急调控手段,起到功率支援和阻尼振荡的作用。为此,对利用华中电网的直流输电系统进行紧急功率支援以提高交流互联系统暂态稳定性以及采用直流调制阻尼特高压线路功率振荡进行了研究。仿真结果表明,利用直流输电系统的紧急调控手段可以减少华中电网的切机切负荷量,增强特高压互联系统的暂态稳定性,并可提高交流系统阻尼,有效地抑制电网区域间的功率振荡。

特高压直流输电控制系统结构配置分析

为了提高特高压直流输电系统可靠性,对特高压直流控制系统结构配置进行了分析。在常规直流输电控制系统的基础上提出3种特高压直流控制系统的结构配置方案,并在主机数、负载率、可靠性、信息交换量和系统复杂度方面进行了对比,得到双极/极控制与高低压12脉动阀组控制独立设置的直流控制系统优化配置方案。通过对控制系统进行分层设置及软件合理分布,降低了控制系统各部分之间的耦合,提高了系统可靠性。该优化配置方案在±800kV特高压仿真系统控制样机上得到了验证,研究成果将运用于实际工程,以满足特高压直流系统高可靠性的要求。

特高压系统中的短路电流直流分量与零点漂移

结合1000kV特高压试验示范工程及规划的中国特高压电网,研究了交流1100kV断路器瞬态问题中的短路电流直流分量衰减时间常数及交流电流过零点的漂移现象,在此基础上提出了我国交流1100kV特高压断路器的工作条件建议,如特髙压断路器试验的短路电流直流分量衰减的时间常数等。

特高压直流输电工程控制保护系统的初步方案

结合特高压直流输电工程的主回路接线特点,分析了特高压直流控制保护系统与常规直流的不同之处以及特殊要求,并对控制保护系统的整体结构、控制策略、分层及冗余、控制功能的分配及保护配置等进行了全面分析和研究,提出了可能的特高压直流控制保护系统的整体方案。

含特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真

以研究2010年南方电网动态特性为目的,提出了含±800kV特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真研究重点,解决了大规模多馈入交直流系统电磁暂态仿真时系统等值、模型处理以及仿真步骤等问题。依此运用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,建立了包含±800kV云广特高压直流等5条直流输电线路的电磁暂态仿真模型,研究中换流器模型采用详细模型。在此基础上研究了交直流系统各种故障下的动态特性,研究结果为南方电网规划及安全稳定措施的制定提供了理论依据。提出建立电磁暂态仿真模型,为研究大规模含特高压直流的多馈入交直流系统的动态特性提供了一套可行的方法。

特高压直流控制保护系统设计与开发

基于直流控制保护平台,设计开发了特高压直流控制保护系统。控制保护设备按极层和换流器层配置,电流、电压调节器布置在换流器层,极层下发电流指令;同极两换流器间进行触发角和分接头的直接协调控制;通过切换电流参考值的方法实现换流器的在线投入。介绍了特高压直流保护闭锁策略,设计了投旁通对和不投旁通对两种换流器层保护闭锁方式。系统测试表明该特高压直流控制保护系统具有良好的性能,适合实际工程应用。