接入弱交流系统的背靠背直流输电系统控制策略改进

背靠背直流工程逆变侧采用定熄弧角控制时,整流侧和逆变侧耦合关系较强,但换流变压器分接开关动作次数少;而采用定直流电压控制时,耦合关系较弱但分接开关动作次数多。在分析相关控制策略优缺点的基础上,提出了改进控制策略,逆变侧通过熄弧角控制直流电压为指令值,直流电压指令值随直流功率变化,分接开关控制熄弧角在正常范围内。该控制策略保留了定熄弧角控制和定直流电压控制的优点。提出整流侧和逆变侧在分接开关动作时预估无功小组是否会因分接开关动作而投切,进而确定分接开关和无功小组动作的先后关系,防止了分接开关的反复动作。算例表明该控制策略可以减少背靠背工程无功小组投切和分接开关动作次数,减小逆变侧无功小组投切电压波动,适用于接入弱交流系统的背靠背工程,长距离直流输电工程也可以借鉴文中控制策略。

一种背靠背直流输电系统换流变压器分接开关控制

通过对灵宝背靠背直流扩建工程的仿真试验,分析比较了中国已投运的两端直流输电系统和背靠背直流输电系统的分接开关控制,在此基础上提出了一种新的背靠背直流系统逆变侧换流变压器分接开关控制方式,即理想空载直流电压参考值随直流电流变化而变化,既保证直流电压恒定,又使关断角尽可能小。仿真试验验证了这种新的分接开关控制方式是可行的。

背靠背直流输电系统

背靠背直流输电系统主要用于2个异步(不同频率或频率相同但异步)交流电网间的联网或送电,无直流输电线路。其整流站和逆变站布置在同一站内,也称背靠背换流站。整流站和逆变站的直流侧由平波电抗器相连,交流侧分别与2个电网相联,实现异步联网。被联电网间交换功率的大小和方向均由控制系统快速控制。

灵宝背靠背直流输电工程冗余极控系统的实现

直流输电系统中,极控系统输出小的变化可能导致传输功率产生很大的波动。为保证在运行系统故障时冗余系统之间无扰动切换,冗余极控系统的运行点要尽可能保持一致。介绍了灵宝背靠背直流输电工程中冗余极控系统的具体实现方法,系统选择单元的设计采用传统的电子设计技术,没有使用微处理器,从而不依赖于编程软件。该设计方法能保证系统选择单元和极控系统相互独立,不仅提高了系统的可靠性,而且保证了冗余系统之间快速切换。实时数字仿真器(RTDS)上的仿真结果进一步表明这种设计方法适用于直流输电系统冗余的需要。

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。