背靠背柔性直流输电技术在中心城区电网中的应用研究

背靠背柔性直流输电技术,可以联结两个或多个不同的交流系统,也可以将不同的配网馈供区域以直流为母线进行联结。该技术充分应用既有交流输电线路,挖掘既有交流电网能力,通过直流母线互联进行负荷转移,从而实现负荷在既有交流电网的均衡分布;同时在故障方式下,能够智能灵活实现负荷转移,减少现有交流电网的切负荷量。在同一站址内建设整流站和逆变站,形成两端或多端柔直结构,实现多个分区互联,背靠背柔直技术可节省各端之间直流互联线路的成本,节约总占地面积以及投资。本文通过分析南京中心城区电网在“十四五”期间面临的挑战,提出了应用背靠背柔性直流输电技术解决南京中心城区电网发展问题的方案,论证了该技术在中心城区电网应用的技术优势和推广前景。

柔性直流输电技术专利分析

柔性直流输电作为新一代直流输电技术,其无功率补偿、无换相失败、可向孤岛供电及能进行多端系统构建等特点,在分布式新能源并网等领域优势明显,具有非常广阔的应用前景。文章通过分析柔性直流输电技术的专利数据,从申请趋势、重点申请人、技术分支、技术演进等方面,对柔性直流输电技术的发展状况进行深入分析,为柔性直流输电技术进一步研发与应用提供有益参考。

柔性直流输电的故障及保护技术探析

针对如何优化电力系统的运行策略、提升其调度灵活性与稳定性,本文以本公司柔性直流输电网工程概况作为切入点,分析了柔性直流输电系统的主要故障形态及其特征,梳理了柔性直流输电系统的故障定位策略,并基于故障隔离技术、微分欠压保护技术以及辅助电路保护技术等角度,对相关故障保护技术的具体内容进行了分析。

新一代高性能柔性直流背靠背技术及工程应用

[目的]广东电网区域由于负荷密集,网架结构复杂,电气联系紧密,长期存在大面积停电风险、交直流相互影响、短路电流超标三大问题,难以满足未来电源负荷发展和系统灵活调控的需求。[方法]为解决上述问题,在广东电网核心区域建设高性能柔性直流背靠背工程,研究并采用新一代高性能柔性直流背靠背技术。在复杂电网柔性直流互联控制,高可靠、高性能换流阀研发,绿色高效换流站设计等方面开展了深入研究,实现了柔性直流背靠背技术升级。[结果]工程成功实现了异同步潮流自动控制,大幅降低了控制保护系统链路延时,研制出了高性能、高可靠性柔性直流换流阀,并在换流站降噪、降损、节水等方面做了优化设计,建成换流站全景感知系统,实现了智慧运维。目前该工程运行良好。[结论]广东电网直流背靠背工程解决了多直流馈入受端电网长期以来面临的三大稳定问题,增强了粤港澳大湾区电力长期安全可靠供应能力。

背靠背柔性直流输电系统充电期间接地故障特性和保护定值设计

对称单极结构背靠背柔性直流输电系统(back-to-back flexible DC transmission system,DC-BTB)带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时故障特征不明显,易造成保护拒动;正常充电期间存在正负极不平衡电压,易造成保护误动。针对此问题,分析带启动电阻充电期间发生阀侧不对称接地故障时的特征量,并与运行期间相同故障下的特征量进行对比;分析正常充电和极对地故障下正负极不平衡电压特征;针对不同接地故障及其特征,优化换流变压器阀侧零序过压保护、换流变压器阀侧中性点过流保护和直流电压不平衡保护的定值设计。最后,基于实际控制保护装置,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)中搭建模型进行仿真分析,结果表明经定值优化后的保护可有效识别充电期间接地故障特征和正常充电特征。仿真结果验证了所提定值优化设计方法的可靠性。

一种新型拓扑的背靠背柔性直流输电系统及其仿真

从降低电力电子器件直接串联数目、器件开关频率和简化主电路拓扑结构3个方面出发,提出一种基于模块级联的背靠背柔性直流输电结构。选用了高压大电流、低导通损耗而开关频率却相对较低的开关器件IGCT,设计了基于该系统模型的控制系统,确定了其控制策略。MATLAB软件仿真结果证实了笔者提出的背靠背柔性直流输电系统模型的正确性和控制策略的有效性。

东北电网柔性直流输电技术应用场景研究

随着我国能源战略和能源结构的不断调整完善,柔性直流输电技术将在可再生能源并网、海上供电、偏远地区供电、城市电网供电、大电网互联等应用领域得到更快的发展。结合东北电网特点,对柔性直流输电技术在东北的应用场景进行研究。

“双碳”目标下新能源转型中的柔性直流输电技术

文章探讨了在“双碳”目标下实现新能源转型过程中柔性直流输电技术的作用。介绍了“双碳”目标和新能源转型的背景,讨论了柔性直流输电技术在新能源转型中的作用,展望了柔性直流输电技术在实现“双碳”目标中的未来发展趋势、面临的挑战和对未来新能源系统的影响与贡献。

适用于背靠背柔性直流输电的双环附加频率控制

通过背靠背柔性直流输电(BTB-VSC-HVDC)实现异步互联的2个交流系统之间缺乏相互支援的能力,使得各交流系统的频率响应特性下降。为了应对该问题,在理论分析柔性直流输电系统实施附加频率控制(SFC)的可行性的基础上,提出了一种适用于BTB-VSC-HVDC系统的双环SFC策略,使未受扰动端系统参与受扰动端系统的频率响应,实现两端交流系统的相互频率支撑。所提双环SFC策略中,通过在定有功功率控制环上增加频率-有功附加控制为受扰动系统提供频率支撑,改善频率响应的稳态特性;通过在定无功功率控制环上增加频率-无功附加控制以提供虚拟惯量支撑,改善频率响应的暂态特性。分别在含BTB-VSCHVDC的4机2区域系统和含有渝鄂BTB-VSC-HVDC的实际电网等值简化模型中进行仿真研究,仿真结果验证了所提双环SFC策略能有效地改善受扰动系统频率响应过程的暂态与稳态特性。

背靠背输电系统中柔性直流与常规直流的协调控制策略

在云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程中,柔性直流与常规直流背靠背系统处于同一换流站内,共享同一站级控制系统。在柔性直流与常规直流的协调控制策略方面,以往工程无可供参考的设计经验。文章从有功协调控制和无功协调控制策略两方面进行了探讨,并给出了部分协调控制策略的仿真实验结果。

背靠背柔性直流互联的有源配电网合环优化运行

高可靠性供电和大规模分布式电源友好接入推动了有源配电网采取合环运行方式。为满足合环运行的安全性和经济性要求,实现满额消纳清洁能源,提出了基于背靠背柔性直流的配电网安全合环和潮流优化控制方法。分析了背靠背柔性直流的注入功率模型和控制方式,考虑配电网与主网最优运行的差异,建立了以售电企业综合供电成本最低为目标,以网络潮流、分布式能源出力和柔性直流功率平衡等为约束的配电网合环最优运行模型。基于修改的IEEE 33节点系统,多种运行方式下的仿真算例验证了背靠背柔性直流实现配电网安全合环、环网潮流经济分布和规模化分布式电源满额消纳等目标的可行性和有效性。

多端背靠背柔性直流互联系统负载均衡

提出了一种多端背靠背柔性互联系统的负载均衡方法,首先搭建了多端背靠背柔性互联系统模型,定义了动态负载率、负载跟随度等指标,建立了从单馈线到多馈线的负载均衡指标体系,以及负载均衡的多目标评价模型。其次,结合搜索范围大、精度高的改进布谷鸟算法,对多端背靠背柔性互联系统负载均衡方案进行了优化。最后,在MATLAB上搭建算例,验证了多端背靠背柔性互联系统进行负载均衡的可行性与有效性,以及使用动态负载率等指标进行评价必要性。

柔性直流输电技术在风力发电系统中的应用

首先阐述了风力发电的基本知识与相关技术特点,介绍了柔性直流技术(VSC-HVDC)在一些风电场输电工程中的应用以及我国的研究现状,此项技术解决了目前风力发电场在进行远距离大功率电能输送方面的问题。通过分析以电压源换流器(VSC)为基础的新型直流输电技术的特点和基本原理,说明此技术是目前较为理想的风力发电与电网连接的输电方式。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对柔性直流技术(VSC-HVDC)建立仿真模型,仿真结果结果说明,此技术可以很好地解决风电场目前存在的大功率远距离输电问题。

柔性直流输电技术在海岛供电领域的应用方案

柔性直流输电技术发展至今已经逐步走向成熟,在风电接入、电网互连等方面已经有了大量的应用,积累了充足的工程经验。由于柔性直流输电技术的特点,用于海岛供电有着先天的优势。本文梳理了柔性直流输电技术的发展概况、基本原理和技术特点,系统总结了该技术的演化发展和工程应用特点,对于其在海岛供电领域的应用进行分析,并针对海岛供电提出一个典型的应用方案,对柔性直流输电技术的在海岛供电领域的应用以及发展方向提出了一些具有积极意义的设想和建议。

浅析柔性直流输电技术的现状及未来发展

柔性直流输电技术是目前全世界各国应用比较广泛的一种直流输电技术。本文主要向读者介绍有关柔性直流输电技术方面的知识,简单介绍了柔性直流输电的特点和发展现状,对现阶段柔性直流输电技术的几个应用进行较为详细的叙述,同时分析柔性直流输电技术的发展趋势,柔性直流输电技术的良好发展对未来电网的发展具有极其重要的促进作用。

面向新型电力系统建设的直流输电技术专题主编寄语

新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。习近平总书记在党的二十大报告中强调加快规划建设新型能源体系,确保能源安全,而建设数字化、信息化、智能化的先进直流输电系统是推动传统能源系统向清洁、低碳、安全、高效的新型电力系统演进的重要支撑。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,也是推进以大型风光电基地为基础,以稳定安全可靠的特高压输变电为载体的新能源供给消纳体系建设的机遇期。当前新型电力系统的建设已取得阶段式进展,但新能源的大规模可靠送出与高效利用仍面临送端系统优化组网、柔性直流远距离外送、受端系统稳定运行等多重考验。

柔性直流输电技术在江苏电网的应用研究

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术是以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型高压输电技术。他具有灵活调节潮流分布、几乎没有谐波、不需要无功补偿等优点,可以广泛应用在新能源并网、城市供电、海岛互联以及分布式能源接入等领域。本文调研了柔性直流输电技术在国内电网中现有工程的运行现状,分析了柔性直流输电技术在工程运行中的优缺点。针对"十四五"规划期间的南京西环网,本文分别提出了基于柔性直流输电技术和常规交流输电技术的网架加强方案,通过对两个网架加强方案的技术/经济性比较,总结了柔性直流输电技术在实际工程的推广应用中有待突破的瓶颈及发展建议。

柔性直流输电技术及其应用研究

柔性直流输电技术作为一种新型直流输电技术得到了广泛的应用。目前,欧美对于柔性直流输电技术的研究已经成熟,而我国近几年来才开始建设一些示范工程。为给柔性直流输电技术在我国的普及和发展提供参考,首先阐述了柔性直流输电技术的系统结构和运行机理,分析了基于可关断电力电子器件的电压源换流器主电路拓扑结构与PWM调制方式,指出了该技术的优势与不足;总结了目前国内外柔性直流输电技术的主要应用领域以及工程实例。柔性直流输电技术具有高效、控制方式灵活、对电网干扰小等特点,对促进我国未来电网的发展具有重要作用。

柔性直流输电技术在上海电网的应用研究

柔性直流输电技术的应用可解决现代城市电网发展面临的诸多技术问题。以上海电网为对象,研究了柔性直流输电技术在城市电网中实际应用的前景,介绍了目前上海电网需要进一步完善和提高的主要环节,根据柔性直流输电技术特点,讨论了上海不同电压等级电网现状及其对柔性直流输电技术不同侧面的具体应用构想。

柔性直流输电技术发展及其应用

相控换流器高压直流输电(LCC-HVDC)技术的固有缺陷催生了电压源控制高压直流输电(VSC-HVDC),国内称之为柔性直流输电(HVDC Flexible)。具备了快速独立地控制与交流系统交换有功功率和无功功率功能,能有效控制公共连接点的电压、潮流反转方便灵活、事故后快速恢复、提高交流系统电压稳定性、功角稳定性,加之设计施工方便灵活,施工周期短,电磁场污染和噪声污染小,没有油污染的特点,使得柔性直流适合用于海上钻井平台或孤岛供电、弱交流节点处的交流电网非同步互联、新能源电源的分散连接、提高配电网电能质量等方面,发展前景好。