基于三脉波模型的高压直流输电系统直流侧谐波分析及滤波方案设计

对许多高压直流输电工程直流侧谐波的现场测试发现,现场测试的结果与采用传统的六脉波模型计算出的直流侧谐波有很大的差异。因而该文介绍了一种新的模型———三脉波模型,用于分析高压直流输电系统直流侧的谐波。采用三脉波模型分析而得的直流侧的谐波特性完全符合现场测试的结果。该文分析了该三脉波模型的特性,同时给出了基于三脉波模型的直流侧的滤波方案设计。

基于PSCAD的CIGRE HVDC模型控制系统研究

高压直流输电系统稳定运行的关键是整流侧的控制特性与逆变侧的控制特性能够协调配合.针对PSCAD中CIGRE的HVDC模型的控制系统做具体分析,研究不同控制特性在模型里面的应用,并在逆变侧设置短路故障,研究在故障时和故障结束后整流侧和逆变侧控制特性的变化,根据故障前后电流电压波形,验证控制系统维持稳定运行能力.

IEEE国际标准--直流输电线路及接地极线路参数测试介绍

输电线路是电力系统的重要组成部分，它的电气参数是进行电力系统潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算和选择电力系统运行方式等工作之前建立电力系统数学模型的必备参数。因此，准确的测量输电线路的线路参数具有十分重要的意义和价值。

“高压直流输电”课程的仿真教学模式探讨

本文针对“高压直流输电”课程教学中遇到的直流控制原理复杂抽象、学生在直观上难以理解等问题,提出一种基于PSCAD/EMTDC软件的“高压直流输电”仿真教学模式。文中以高压直流基本控制方式的教学为例,基于CIGRE HVDC标准测试模型详细介绍了如何利用仿真软件开展“高压直流输电”课程的教学。教学实践表明,仿真软件的应用加强了学生对理论知识的理解,激发和培养了学生的学习兴趣和动手实践能力,有效地提升了教学效果。

高压直流输电典型控制系统的研究

高压直流输电系统的可靠运行依赖于其控制系统的正确应用,对此在阐述高压直流输电的基本原理及其控制的基本原则以及基于CIGRE直流输电标准测试系统的基础上,详细研究HVDC典型控制系统的结构,探讨采用软件PSCAD/EMTDC研究交流系统故障时HVDC控制器的响应特性及控制系统的动态过程。

基于模糊控制的高压直流输电控制策略改进研究

针对国际大电网会议提出的高压直流输电标准测试系统(CIGRE HVDC benchmark model)中的线性低压限流环节(voltage dependent current order limiter,VDCOL)的线性变化灵敏性不足、PI控制器参数单一的问题。利用模糊控制的思想,以误差和误差的偏差作为模糊控制的输入量,经过模糊推理、精确化后输出控制信号,将PI和VDCOL改进成基于模糊控制的控制器。利用MATLAB fuzzy工具箱实现模糊控制规则后,应用于高压直流输电标准测试系统。在MATLAB/SIMULINK经过正常工况、单相接地、三相接地故障3种工况仿真后,对比直流传输电路中点的直流电压、直流电流、关断角后得出仿真结论:在模糊VDCOL和模糊PI联合控制下,能有效抑制连续换相失败;逆变侧发生故障后的恢复效果优于传统控制。

高压直流系统常用3种基本控制策略的对比分析

在高压直流输电的控制系统中,换流器控制级用于控制换流器的触发相位,并实现直流侧的定电流、定电压和定关断角控制。在直流输电工程中,控制系统多以SIEMENS或ABB公司的控制策略为基础,而CIGRE HVDC标准测试模型因结构简单、具有借鉴性而被广泛用于直流输电的研究。因此,对CIGRE HVDC标准测试模型、SIEMENS和ABB的基本控制策略进行比较,并分析不同控制配合方式下系统暂态性能和换相失败免疫性能,对直流输电测试模型的改进和完善具有重要作用。首先对CIGRE、SIEMENS和ABB 3种基本控制策略进行介绍,基于CIGRE HVDC标准测试模型分别搭建了以SIEMENS、ABB基本控制策略为基础的控制系统,仿真分析了3种控制策略下系统的稳态和暂态响应,并对比了3种控制方式下系统的换相失败免疫因子和换相失败概率指标。

高压直流输电系统抑制连续换相失败的策略研究

对于直流馈入受端电网,换相失败是一种最常见的故障。为减少输电系统发生连续换相失败的概率,对换相机理和控制环节的运行逻辑进行分析,然后结合低压限流控制器的特点,提出了一种可以抑制连续换相失败的策略。通过预测模块提前减小逆变触发角,增大换相裕度,同时在整流侧补偿触发角,抑制直流电流上升,并且利用交流母线电压波动小的特点,代替低压限流装置的启动电压。基于PSCAD/EMTDC平台,使用CIGRE标准模型测试所提出的方法。通过仿真实验可知,所用的控制策略在逆变侧发生交流系统短路故障时,能有效抑制系统的连续换相失败,并且会改善故障恢复特性。

HVDC场合中直流互感器现场校验用的一种电流标准源研究

为了满足高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电系统中直流电流互感器现场校验用的电流源准确度高、幅值大、体积小以及重量轻等要求,研究了一种新型的低压大电流标准源拓扑结构,建立了动态数学模型,并进行了控制器的设计,仿真试验结果表明所研究的直流电流标准源准确度高,电能变换级数少,可满足HVDC场合中直流互感器现场校验用。

中国电科院成功开展国内首次光伏逆变器模型参数测试

近日,中国电力科学研究院国家能源太阳能发电研发（实验）中心结合光伏电站实际情况,成功开展了国内首次光伏逆变器模型参数测试工作。本次模型参数测试工作主要依据国家电网公司两项相关企业标准,结合浙江省电力调控中心要求,针对浙江一座100 MW光伏电站中使用的两种光伏逆变器,

一种抑制后续换相失败的电流偏差控制参数整定方法

电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统若发生后续换相失败,将严重影响交直流混联电网的安全稳定运行。文中首先针对LCC-HVDC系统故障恢复过程中电流偏差控制作用阶段易再次发生换相失败的问题,对电流偏差控制参数与换相失败之间的关系进行理论分析,发现此阶段系统若不发生换相失败,逆变侧LCC直流电压和交流换相电压须满足一定的约束关系,且该约束关系受电流偏差控制参数的直接影响。然后,基于理论分析结果,提出一种电流偏差控制参数整定方法,可改善系统故障恢复过程中对直流电压恢复速度和程度的控制要求,使系统更易满足直流电压与交流换相电压稳定运行约束关系,以降低后续换相失败概率。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台CIGRE标准测试模型验证了理论分析的正确性以及参数整定方法的有效性。

基于等效仿真模型的VSC-HVDC次同步振荡阻尼特性分析

电压源换相高压直流输电(VSC-HVDC)是基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电技术。该文首先分析VSC的工作原理,在此基础上建立以交流侧受控电压源和直流侧受控电流源描述的VSC等效仿真模型。通过与VSC-HVDC电路模型的时域和频域响应对比,验证利用VSC等效仿真模型分析VSC-HVDC次同步频率范围内动态特性的有效性。利用复转矩系数法的时域实现方法——测试信号法及VSC-HVDC等效仿真模型,可计算得到连续且光滑的发电机电气阻尼De特性曲线;基于De曲线,分析VSC-HVDC采用不同控制方式及比例积分(PI)控制器中比例系数和积分时间常数,对发电机电气阻尼特性的影响。最后对加入VSC-HVDC的IEEE第一标准测试系统的仿真表明,配置次同步阻尼控制器(SSDC)的VSC,通过对其有功功率或无功功率的动态调制,均可显著增加发电机的电气阻尼,有效抑制发电机次同步振荡。

直流输电系统典型暂态响应特性分析

基于 PSCAD/EMTDC 仿真程序研究了 CIGRE 直流输电标准测试系统在各种故障下的典型响应特性,包括整流侧交流系统发生三相故障、逆变侧交流系统发生三相故障和单相故障,以及直流线路发生短路故障时直流输电系统及其控制器的响应特性。特别研究了交流系统故障时直流输电系统的换相失败及其恢复过程,同时研究了直流线路短路时直流输电控制器的动作特性和直流线路的过电流水平。

基于改进VDCOL的直流系统后续换相失败抑制策略

针对高压直流系统首次换相失败后在故障恢复期间的后续换相失败问题,以直流系统控制环节的动作逻辑为依据,将恢复过程划分为首次换相失败阶段(阶段1)、系统开始恢复阶段(阶段2)和电流偏差控制阶段(阶段3)。分析发现,阶段3期间直流电流恢复量过大会引发后续换相失败,为此提出了一种低压限流控制(VDCOL)改进策略,利用瞬时电压实时检测换流母线线电压幅值,根据故障后换流母线线电压大小动态调整VDCOL的最小电流指令值,减小电流偏差控制期间的直流电流恢复量,达到抑制后续换相失败的目的。最后,基于CIGRE标准模型的仿真测试结果验证了该策略在不同故障条件下抑制后续换相失败的有效性。

依据《标准》选择灯具

为保证计算结果的准确，我处选用飞利浦公司生产的灯具，其中一号灯具为PhilipsMiiewideSRS427P181×SON-TPP400W，二号灯具为Philips204FamflySGS204TPFC1×SON-TPP400W。测试模型是一条主路宽36m8车道的深色柏油干燥路面，反光系数为0．08；人行道宽7m，高度0．18m，铺装层为0．4×0．4m浅白色未抛光大理石，反光系数0．7；取定的灯具光源中心高度为13．8m，臂长3m，仰角18度，双侧对称布置，双灯具结梅光源为高压钠灯，输出总光通量565001m×2；灯杆距离35m，

基于逆变侧定电压控制的HVDC系统稳态和暂态响应特性研究

为测试逆变侧采用定电压控制和定关断角控制对直流输电系统稳态和暂态性能的影响,在CIGRE高压直流标准测试模型原有控制系统中增加了定电压控制模块,即整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定电压、定电流和定关断角控制相互配合的控制方式。在PSCAD/EMTDC仿真平台中对其整流侧和逆变侧三相短路故障下的控制器特性进行了稳态及暂态仿真分析,并与相应的CIGRE标准模型暂态响应特性进行了对比。结果表明逆变侧增加定电压控制方式能够提高直流输电系统在交流故障扰动下的性能,减少换相失败的发生几率。

抑制HVDC系统换相失败的自适应PI控制方法

换相失败在高压直流输电系统(high voltage direct current power transmission,HVDC)中时有发生。针对现有自校正控制器依赖参考模型的局限性和模糊自适应PI控制器运算复杂且需先判断出故障类型再选择最优控制方式的局限性,采用一种基于比例积分运算式离散化推导的自适应PI控制器,提出抑制HVDC系统换相失败的自适应PI控制方法。通过对原始CIGRE HVDC标准模型和含直流电流预测控制和换相失败预防控制(commutation failure prevention,CFPREV)模块的CIGRE HVDC系统的仿真,结果表明:在40组测试中,有37组的临界换相失败电抗得到降低。相比现有系统中参数固定的PI控制器,该自适应PI控制方法能够有效抑制HVDC系统的换相失败。

HVDC换流器的阻抗频率特性

高压直流(HVDC)换流器阻抗频率特性的确定对避免系统发生谐振具有重要意义。文中提出了基于开关函数理论的HVDC换流器直流等值阻抗和交流等值阻抗计算方法。该方法计及了换流器换相过程的影响,计算换流器的直流等值阻抗时考虑了交流系统的影响,计算换流器交流等值阻抗时考虑了直流系统乃至对侧交流系统的影响。CIGRE first benchmark模型被用于验证该方法。PSCAD/EMTDC仿真和该方法计算得到的阻抗频率特性相吻合。仿真结果证明,直流系统对交流系统的谐振频率有着不可忽略的影响,这种谐振有可能导致直流输电系统的不稳定运行, 而该方法可以准确、方便地计算出谐振频率。

一种抑制连续换相失败的非线性VDCOL控制策略

换相失败是高压直流输电系统(High Voltage Direct Current, HVDC)中常见的故障之一。为了降低连续换相失败发生的概率,提出了一种基于非线性动态VDCOL低压限流控制器(VoltageDependentCurrentOrderLimiter,VDCOL)设计方案。针对常规VDCOL直流电流调节指令灵敏度较低的特点,所设计的非线性动态VDCOL控制策略将系统故障严重程度同时考虑在内,根据电压大小动态调节VDCOL控制器的控制曲线,提高直流电流指令在系统故障期间的响应速度,达到尽快限制直流电流来降低发生连续换相失败概率的目的。在PSCAD/EMTDC仿真环境中,使用国际大电网会议(International Council on Large Electric Systems, CIGRE)标准模型对所提控制方法进行验证。仿真表明,所提非线性动态VDCOL控制器在短路故障时可以抑制连续换相失败,并且有利于快速恢复系统的直流电压和传输功率,保证输电系统正常运行。

Matlab/Simulink代码生成技术在RTDS上的应用

针对实际电力系统运行和控制的复杂性与Matlab仿真非实时性的矛盾,提出跨平台联合仿真。采用基于Matlab/Simulink代码生成技术与RTDS实时仿真系统相结合的方法,以高压直流输电系统模型为研究对象,利用Embedded Coder开发工具对系统的控制模块进行代码生成,并在RTDS中完成代码移植实验。通过对比仿真波形,验证得到结果行为一致。由此表明,该方法能够有效利用Simulink良好的开发环境和RTDS的实时仿真特性,在离线仿真成功的基础上,完成实时仿真测试,使工作便捷高效,同时保证结果精准可信。