华中-华东多回HVDC辅助功率/频率控制

在华中-华东多回高压直流(HVDC)输电系统上加装辅助功率/频率控制器具有显著的经济效益。首先阐述了HVDC功率调制的基本原理,然后给出了常规辅助功率/频率控制方案,并通过大规模数字仿真和动模试验验证了该方案的可行性。研究结果显示,加装了辅助功率/频率控制器的华中-华东多回HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时,实现两侧系统间功率的相互紧急支援,显著改善两侧交流系统频率,并可在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移,明显提高了整个华中、华东交直流系统的安全性和经济性。

一种新能源经柔直并网的故障穿越策略研究

大规模风电、光伏等新能源经柔直并网是实现双碳的关键途径。为实现新能源柔直送出系统安全可靠运行,在交流电网故障时应具备故障穿越能力。文章针对新能源经柔直并网系统提出了一种基于故障电流限幅的故障穿越控制方法。首先,介绍新能源经柔直并网示范工程概况,并设计了定电压控制、VF下垂控制、直流变压器电流控制算法的控制策略。其次,详细设计了包含无功-电压下垂控制器、有功-频率下垂控制器、限流控制器等环节的完整故障穿越控制策略。然后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建示范工程模型并开展新能源端换流站VSC2的故障穿越策略仿真验证。最后,在示范工程现场开展验证试验。仿真和现场试验结果表明单相接地故障发生后,站控及阀控保护均未动作,故障对VSC1站影响较小。虽然故障期间VSC2站的传输功率急剧下降,但在故障清除后功率、直流电压、交流电压都逐渐恢复到正常运行状态。

基于PSCAD的宜华HVDC系统建模及仿真

运用成熟的电磁仿真工具PSCAD,深入研究宜都-华新高压直流输电(HVDC)工程。参考该工程的实际数据,搭建的一次侧输电系统包含了交流系统、换流变压器、滤波器等其他组件的详细模型。搭建的二次侧控制系统模型是在CIGRE测试模型控制端的基础上修改的,并且详细介绍了控制系统的逻辑和原理。基于一次和二次侧系统模型建立宜华HVDC工程的仿真模型,并对其进行正常和故障状态下的模拟实验,验证了本模型的稳定性以及本模型可准确模拟宜华高压直流输电系统,可以作为对宜华高压直流输电进一步研究的有效平台。

宝鸡—德阳HVDC换相失败仿真分析

换相失败是高压直流输电技术中逆变器最常见故障之一。以2010华北—华中联网数据为基础,采用PSS/E分析了四川电网故障对宝鸡—德阳规划高压直流项目的换相失败影响,讨论了调整直流系统运行参数以改善换相失败的措施。仿真分析结果表明,四川省内大部分500kV交流短路故障都将导致直流系统换相失败,但故障清除后直流系统均能较快恢复运行,直流系统运行参数对换相失败影响较大。

Introduction of 500 kV Three Corges-Changzou Electric Power Transmission Project

To transmit electric power from ThreeGorges to East China, ±500 kV HVDC willbe adopted. The first transmission Iine will beconstructed from the Longquan (Yichang)Converter Station to the Zhengping(Changzhou) Inverter Station. This projectconnects the East China Power Network withthe Central China Power Network,coordinates the hydro and thermal electricpower, obtains the profit from timedifference and promotes the process of theinterconnection of the power networks of thewhole country.This paper gives the abstract of thesituation of the preliminary design, primaryresult and development tendency of the firstHVDC transmission project which transmitsthe electric power from Three Gorges to EastChina.

柔性直流并入城市电网后对换流站近区短路电流的影响研究

大型城市供电电网短路电流已经接近断路器遮断容量,柔性直流接入系统后,会在故障期间提供工作电流,导致交流系统短路电流超标,柔性直流输送功率受限。从柔性直流内外环控制方式及交流系统短路电流计算原理出发,分析得出柔性直流短路电流的幅值和相位对并网点的短路电流影响均较大,其中幅值受外环电流限幅环节的影响易于控制,因此需着重对相位进行控制。基于此提出了一种降低柔性直流输电换流站两端PCC点短路电流的控制策略。以厦门柔性直流工程为例,开发了交直流混合模型,与实测波形对比验证了模型的正确性。通过对不同类型故障下、2种控制策略的PCC点短路电流进行对比,验证了所提策略的正确性,减小了PCC点短路电流。

我国沙戈荒区域新能源外送基地经济性分析

为推动实现碳达峰、碳中和目标,我国重点领域和行业陆续发布关于碳达峰的实施方案和一系列支撑保障措施,构建起碳达峰、碳中和“1+N”政策体系。随着国家持续推进产业结构和能源结构的调整,将大力发展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目。围绕国家近期提出的规划目标,结合戈壁沙漠资源主要分布,全面分析新疆、青海、甘肃、宁夏及内蒙古区域电力市场、风光资源、外送条件等情况,以产业优势和发展战略为基础,对下一步风光基地项目布局提出建议。在沙戈荒区域新能源的发展面临消纳和经济性差等问题,可通过有效推进以外送电量为主的特高压直流线路的建设加以解决。加大柔性直流技术大规模应用的研发力度,消除新能源送出技术壁垒;完善电力市场机制,扩大跨省跨区交易电量,鼓励送端电源纳入受端电力市场交易主体;出台消费激励政策,体现绿电场外价值,同时发挥各主体在行业发展环节的不同功能作用,促进新能源产业健康有序发展。

三广直流工程系统调试概述

总结三峡—广东直流工程系统调试的全过程,阐述了三广直流工程系统调试的主要技术内容,对系统调试过程中出现和解决的主要技术问题进行了分析和概括。通过三峡—广东直流输电工程的系统调试对三广直流工程一次和二次设备进行了全面考核。在试验过程中,一次和二次设备运行良好;二次控制保护设备的功能得到了验证。直流系统的起动/停运、低功率常压运行、降压运行、额定负荷和负荷运行控制保护功能以及冷却系统等设备的控制保护功能正常,解决了工程中存在的缺陷和问题,保证工程安全可靠地投入运行。

贵广直流输电工程直流线路故障重启动功能研究

分析了贵广直流输电工程直流线路故障重启动的原理,根据实际录波波形阐述了直流线路故障重启动过程中电压、电流、触发角的变化特点,指出了站间通信故障情况下可能出现的不同工况,最后针对贵广工程实际运行中出现的问题分析了线路故障重启动功能存在的不足并提出了改进措施,对现场运行具有一定的指导意义。

灵宝背靠背直流工程换流站和系统调试总结

灵宝背靠背直流工程作为我国第一个联网背靠背直流输电工程,也是直流设备国产化的试验示范工程,工程的调试完全由国内技术力量完成,工程的建设和顺利投入运行,对直流工程国产化的发展具有指导意义。介绍了换流站和系统调试情况,包括换流站系统调试情况及结论、系统调试情况及结论、系统调试技术创新点、背靠背直流工程站系统和系统调试的经验总结和系统调试方案的优化。

高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置配置原则

高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置是非常重要的换流站直流系统控制设备,主要防止直流系统运行时逆变站交流负荷突然全部断开造成换流站交流侧及其它部分过电压,导致交、直流设备绝缘损坏。文章结合我国第一个全面国产化高压直流工程——灵宝背靠背直流联网工程,分析了最后断路器跳闸装置配置原则,结合工程系统调试实际对该控制功能进行了优化和完善,并总结了最后断路器跳闸装置设计原则和调试经验,这些经验同样适用于其它高压直流输电系统,有助于提高我国高压直流输电工程的设计、调试和运行水平。

柔性直流输电不同电压等级的经济性比较

分析了柔性直流输电输送容量与电压等级的关系,提出了确定经济输送范围的方法,比较分析了不同电压等级的换流站造价、电缆造价、传输损耗、运行费用、总工程投资以及投资回报等经济性指标。以典型柔性直流工程为例,研究表明,对于输送容量为几百兆瓦的柔性直流工程,考虑换流站、电缆和环境等因素,在输送容量和传输距离相同的情况下电压等级越高,工程造价越小、运行维护费用和传输费用越小;考虑贷款本金、贷款方式、售电量、投资收益和内部收益等多方面因素,工程的电压等级越高,柔性直流输电总工程投资越小,投资回收期也越短。因此,合理选择电压等级能提高柔性直流输电系统的经济性。

厦门柔性直流输电工程功率突变现象及优化策略

为解决直流控制系统异步运行对柔性直流输工程功率输出带来的严重影响,以厦门±320 kV柔性直流输电科技示范工程控制保护系统联调试验为背景,针对试验过程中系统无功功率突变的现象进行研究。在国际上首次发现并证明了柔直控制系统异步运行将导致工程传输功率周期性突变的问题,提出了柔直异步控制系统同步化的策略,并在工程用的阀控制系统中进行了验证。结果显示,异步运行将使换流阀调制波相位发生周期性的阶跃,直接影响换流阀和交流系统的功率交换,且功率突变的数值和系统等值阻抗特性呈负相关关系。

高压直流输电线路保护分析

针对高压直流输电线路保护的特点,较全面的概述了直流线路故障特征以及直流线路故障的配置原理和直流线路保护动作顺序,比较分析了ABB公司和Siemens公司的行波保护判据,结合天广直流输电工程,采用MATLAB对天广直流输电工程中Siemens公司的行波保护进行仿真分析。

电磁暂态仿真系统EMTS及其在高压直流系统仿真分析中的应用

电磁暂态仿真系统(electro-magnetic transient simulator,EMTS)是中国电力科学研究院自主开发的大型电力系统全数字仿真系统的一个子系统。它具有先进性、开放性、可扩展性以及友好的人机界面,并具有与机电暂态程序的接口,以实现在同一次仿真过程中与机电暂态程序一起对大规模电网进行混合仿真。首先介绍了该系统的设计思想、体系结构、设备配置及软件组成,并应用该仿真系统对三峡—广东直流输电系统进行了一系列仿真研究,仿真结果与实际工程和理论分析的特性相近,能够满足直流仿真要求。

基于PSCAD/EMTDC的直流控制保护系统仿真平台及其在直流工程中的应用

基于目前普遍采用的电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC,根据实际工程软件进行了直流控制保护系统仿真平台的二次开发。分析了直流控制保护工程软件在工控机中的分时处理、中断计算过程及其在PSCAD/EMTDC中的等效实现方法,利用该仿真平台进行了灵宝扩建背靠背直流工程的控制系统建模。将基于本平台搭建的电磁暂态模型与实际工程系统调试时的电流阶跃响应结果进行了对比,证明该平台与工程实际控制保护系统功能等效。基于该平台进行直流工程控制系统仿真的结果可信,对于广泛开展跨区直流输电系统的电磁暂态仿真研究具有工程实际指导意义。

云广±800kV直流线路仿真塔空气间隙操作冲击放电特性

研究云广±800kV直流线路用仿真塔的空气间隙50%操作冲击放电特性,结果表明,云广±800kV输电线路的绝缘子采用V形串,操作冲击电压成为杆塔空气间隙尺寸的控制因素;V形绝缘子串直线杆塔空气间隙距离在海拔高度为1000m及以下、1500m和2000m的地区应分别不小于6.2m、6.7m和7.1m。

三峡输变电工程调试成果总结

从三峡输变电工程调试组织和内容体系的建立与完善、调试队伍的建立以及技术体系的建立与完善3个方面总结和分析了三峡输变电工程调试的组织成果,并对包括直流设备调试、分系统调试、站系统调试和系统调试主要成果的工程调试技术成果进行了分析。上述调试成果已在三峡输变电工程运行中得到了应用,并为以后输变电工程和特高压工程调试积累了技术资料。

国家电网公司灵宝背靠背工程实现完全国产化

我国第1个完全国产化的直流工程——西北—华中联网灵宝背靠背工程对于实现全国联网,振兴民族制造业,提高直流输电装备水平具有重大意义。该工程坚持自主创新原则,从工程组织建设、系统设计、设备成套设计、工程设计到设备制造采购、工程施工和调试全部立足国内,全面实现了国产化要求。该工程坚持管理创新和高质量、高标准验收,建设和运行均达到了国际先进水平,对于加快建设坚强国家电网,具有重要的试验、示范作用。

考虑多机系统广域信号时滞影响的直流附加控制器设计

广域测量系统中由于引入信道、传输协议等环节引起的延迟经过积累将严重影响以广域信号为反馈的控制器动态性能。对此提出一种考虑广域测量系统(WAMS)中信号传输延迟的直流附加控制器。基于线性矩阵不等式方法(LMI)设计考虑时滞影响的直流附加控制器结构;基于粒子群、以控制器时滞稳定域最大为目标函数,对控制器参数进行寻优求解;最后由射影控制理论获得等效的低阶输出反馈控制器。对结果进行了时域仿真分析,并与一种未考虑时滞的控制器进行比较,所得结果均证明LMI方法设计的直流附加控制器的有效性。