VSC-HVDC多通道附加阻尼控制抑制次同步振荡

提出在基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)中采用多通道变参数的次同步附加阻尼控制(SSDC)来抑制次同步振荡的方法。在PSCAD/EMTDC中搭建了并联VSC-HVDC的IEEE次同步谐振第一标准测试系统,通过测试信号法得到在不同工况下发电机电磁转矩对调制功率的相位滞后特性,据此选择合理参数设计多通道变参数的SSDC。对并联VSC-HVDC的IEEE次同步谐振第一标准测试系统进行仿真表明,VSC加装多通道变参数SSDC后对次同步振荡有很好的抑制作用,并具有一定的鲁棒性。

交直流输电线路混合电场的人体感受试验及设计控制值研究

交直流输电线路同走廊和同塔架设是随着我国电网技术发展而出现的新输电方式,国内外尚无相应的交直流混合电场设计控制值标准。因此,设计同走廊和同塔架设的交直流输电线路时,导线对地高度和走廊宽度的选取面临无据可依的难题。该文提出确定交直流混合电场设计控制值的原则;开展不同交流(工频)电场和直流电场组合下的人体直接感受和暂态电击感受试验;通过对试验结果的统计分析,获得不同概率下人体不出现明显感受时的交流(工频)电场和直流电场关系曲线;在此基础上,得出确定交直流输电线路混合电场设计控制值的公式。该研究可为同走廊和同塔架设交直流输电线路设计中交直流混合电场的控制提供一定技术支撑。

电力市场环境下两阶段交直流输电通道功率优化分配方法

交直流输电通道建设和跨省跨区电力市场正在我国稳步推进,但尚缺乏电力市场环境下的交直流输电通道功率优化分配计算的研究。为此提出一种跨省跨区中长期电力市场环境下的两阶段交直流输电通道功率优化分配方法。第一阶段针对协议计划电量,利用交替方向乘子法实现交直流输电通道功率优化分配与区域内发输电优化调度间的协同计算;第二阶段针对市场化交易增量电量,建立交直流输电通道功率分配方案调整模型。通过两阶段的分配计算,得到最终的交直流输电通道功率分配方案。通过对三区域交直流混联系统的仿真验证了所提方法能够在电力市场环境下实现交直流输电通道功率的合理分配。

交直流输电线路相邻架设或共用走廊的探讨

根据对交直流迭加电场的电场效应的试验研究论述了交直流输电线路相邻架设及共用走廊的必要性及可行性，提出了交直流输电线路单独架设及相互平行或共用走廊等不同情况的线下电场强度及走廊宽度的考虑原则及具体建议。

海上风电并网与输送方案比较

风力发电是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。大容量远距离的海上风电是未来风电发展的趋势。介绍海上风电系统的3种并网技术以及输电方式:高压交流、高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)以及分频输电技术。工频交流海上风电系统一般适用于小规模近海风电场,HVDC和分频输电适用于大规模远距离海上风电场。分频海上风电系统是一种具有自主知识产权的本土技术,在目前的技术和经济条件下,分频海上风电系统是一种具有优势和竞争力的海上风电方案。主要对这3种海上风电并网的技术可行性、经济性以及效率等方面进行讨论,最后对海上风力发电技术进行总结和展望。

邻近交流线路时直流输电线路电晕损失的计算与分析

为了对与交流线路邻近的直流输电线路的电晕损失进行预测,提出了一种计算交直流混合输电线路走廊中直流输电线路电晕损失的数值计算方法。该方法采用有限元和有限体积法计算交直流输电线路产生的混合离子流场,通过在每一时间步上进行迭代求解导线表面的电荷密度,使其满足Kaptzov条件,进而获得导线电晕电流,实现电晕损失的计算。该方法采用隐式时间差分,可采用较大的时间步长,提高了计算速度。通过与多种结构交直流邻近线路模型的测量结果的对比,验证了算法的有效性。利用实验和仿真分析,获得了电晕损失随邻近距离、交流电压值的变化规律。最后,基于所提出的方法对与1 000 kV交流线路邻近的±800 kV直流线路的电晕损失进行了分析计算,得到了不同接近距离时的直流电晕损失值。

多通道高压直流附加鲁棒控制器设计

通过总体最小二乘-旋转不变技术辨识出系统降阶模型及相关振荡频率,再基于线性矩阵不等式的鲁棒控制设计方法,设计出针对不同振荡模式的多通道附加高压直流控制器。控制器利用平衡截断法进行降阶,兼顾了最优性能和鲁棒性能,且可以同时抑制低频振荡与次同步振荡。控制信号经巴特沃兹滤波器后由各通道明确定位,降低了控制器间的相互影响。最后,设计了传统比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器进行比较。仿真实验表明,多通道鲁棒控制器对于多种振荡模式的同时抑制效果良好,具有较强的鲁棒性,同时控制器采用输出反馈形式,便于工程实践。

交直流交叉跨越碰线故障分析及处理策略

电网交直流系统混联运行中交流/直流线路交叉跨越现象较为常见,较容易出现交直流线路碰线故障。文中从目前国家电网和南方电网直流输电工程针对交直流碰线故障的两种不同处理方法出发,分析其中隐藏的问题。故障无法切除的情况下南网工程采用的闭锁策略出现闭锁后直流过电压;国网工程采用的闭锁再启动逻辑策略实际上不起作用。在分析交直流碰线故障特征的基础上,提出交直流碰线故障由交流线路保护系统切除故障、直流输电控制保护系统报警的处理策略建议。问题分析及所建议处理策略均采用EMTDC仿真予以佐证,还仿真了不同闭锁策略和多线路同时碰线的情形。

横向风对特高压交直流混合线路地面电场与离子流场分布特性的影响

在有风条件下,特高压直流与交流并行线路的空间离子流场除受直流电场与交流电场的共同影响以外,还会在横向风力作用下进行新的迁移运动,进而改变地面混合电场的分布特性。采用区域分解法求解横向风存在时的混合场问题,对方法的边界条件和计算流程均进行了改进。结果表明,处于直流线路下风区的直流电场分量横向衰减速率随着风速的增加明显变缓,而上风区的直流电场大幅减小。因此,风速对于混合电场分布的影响程度与交直流线路的相对位置有关。对于同走廊线路,当交流线路处于直流线路下风区时,横向风明显增强了交流线路附近区域内直流分量;而当交流线路处于上风区时,即使风速很小,交直流线路之间的走廊内直流分量也会基本衰减至标称电场。对于同塔线路,由于交直流电场各自的部分特点,横向风不会增强交直流分量的叠加效果。

金沙江大容量水电远距离输送方式的选择

论述金沙江流域大容量水电远距离外送面临的挑战和输电方案的选择,特别是交流高压输电与直流高压输电方案的比较。按照全国电网互联的战略规划,华中-川渝电网应发长成为区域同步电网而不是混合电网。从合理的电网结构考虑,交流输电方案比直流输电方案更具竞争力。同时,从对区域电力市场运营的适应性、电网可靠性和灵活性、技术成熟性、国际运行经验以及技术设备本地化的角度,对交流/直流两种方案作了评价。推荐采用750kV交流超高压送出,同时通过区域电网之间直流联络线转送的方案。

江苏如东海上风电场并网方式及经济性分析

为了合理选取适用于江苏如东大规模集群式风电工程的并网方案,首先分析比较了基于交流输电方式和柔性直流输电方式的海上风电并网技术的优缺点。然后给出了基于柔性直流输电方式的海上风电场并网的几种典型拓扑,并对各种并网拓扑的优缺点进行分析。在此基础上,对规划建设中的江苏如东大规模集群式风电工程的并网拓扑展开研究,提出了全交流、交流和直流点对点、交流和直流环形、交流和直流星形4种典型的并网方案。最后,选择经济性比较范围,采用现金流折现模型,从设备成本、维护成本和损耗费用3个方面计算了所提方案的总成本,进行了经济性比较和分析。结果表明,该工程采用全交流方式时经济性最佳,其次分别为交流和直流点对点混合并网方式、交流和直流星形混合并网方式、交流和直流环形并网方式。

分频输电应用于深远海风电并网的技术经济性分析

全球海上风电发展呈现大规模化、集群化及深远海化的特点。离岸距离大于100 km的大规模深远海风电的输电与并网方式成为海上风电发展和研究的热点方向。通过分析电缆等电气设备的传输极限和损耗,采用等年值法,综合考虑设备投资成本、维护成本、损耗费用及电缆选型,建立了系统的比较各种并网方式的技术经济评价方法。以某400 MW海上风电场为例,对高压交流输电技术、高压直流输电技术和分频输电系统3种并网方式进行技术经济分析。论证说明分频输电技术通过降低频率,既可提高电缆载流量,又显著降低了交流电缆中的充电电流,因此传输距离显著增加,表明分频输电技术在远距离、大规模深远海风电并网方面具有技术经济优势。

高压柔性直流输电工程建设一次系统方案关键技术研究

基于电网实际情况和发展需求,系统分析和总结某地区采用柔性直流输电建设第二条输电通道的一次系统方案的关键技术,包括:输电方式、起点和落点选择、工程容量、直流电压等级、接入电网交流电压等级、工程建设方案、接地方案、联接变压器参数(包括:容量、变比、绕组联接方式、短路阻抗等)、PQ运行区间、交流侧短路电流和系统主接线等。柔性直流一次系统方案的研究和总结对推动柔性直流技术研究和工程应用具有重要参考价值。

交直流线路融冰技术研究

对交直流线路融冰技术进行了研究,论述了我国交直流输电线路冰害季节电网的受损情况,明确了临界融冰电流、融冰时间和最大融冰电流的计算方法。本着不增加投资或少增加投资和投资后经济效益最大化的原则,对交直流输电线路分别提出了基于静止无功补偿器的交流输电线路融冰方法和策略、常规直流输电线路和特高压直流输电线路的融冰方法和策略,并对上述方法和策略的具体实施步骤进行了详细地分析,指出今后还需对不同气象条件下的覆冰机理、融冰时防止融冰闪络的措施、绝缘子串及铁塔融冰措施等方面开展进一步研究。

海上风电场输电方式研究

海上风电对于推动我国绿色转型发展、保障东部负荷中心能源电力供应具有重要意义。目前我国海上风电项目以近海海上风电项目为主,未来随着技术进步、成本下降,海上风电将向规模化、深远海化趋势发展,如何实现大容量海上风电的远距离输送是一个极具现实意义而又十分迫切的课题。本文在借鉴现有海上风电项目实际经验的基础上,重点分析交流输电方式和柔性直流输电方式等海上风电主要输电方式存在的问题,对不同输电方案的技术性和经济性进行对比研究,通过相关论证分析对海上风电输电方式的选取提出建议。

交直流导线平行架设时混合电场特性分析

高压交直流输电线路同走廊架设可以提高输电走廊利用率,但是线路电晕放电会产生混合电场问题。本文搭建平行架设的单极直流导线和单相交流导线实验平台,测量导线不同布置方式下的地面混合电场。在验证混合有限元-有限体积法的有效性基础上,对地面混合电场进行计算。通过实验和计算,获得交流导线电压、导线高度、邻近距离对地面混合电场特性的影响规律。本文的研究结果可为交直流同走廊架设的输电线路设计提供参考。

海上油气田长距离输电应用分析

从系统构成、拓扑结构、技术特点、经济成本等方面对高压交流输电、电流源型高压直流输电、电压源型高压直流输电技术几种常见长距离输电方式进行比选分析,重点论述各种输电方式的优缺点、在海上应用的技术方案可行性以及适用情况。工程实际中,最优方案需根据负荷规模、输电距离、供电质量、经济成本等进行综合论证比选。在此基础上,侧重对电压源型高压直流输电在海上输电领域的应用进行分析和论证,为其在海上油气田的应用和发展提供了技术基础。作为一种新型输电方式,电压源型高压直流输电可有效提高输电距离、减小海上平台面积、提高电力系统运行可靠性和稳定性,是未来海上油气田长距离输电技术的趋势。

上海交直流混合输电系统运行分析及对策

介绍近年来国内外直流输电系统的运行经验,分析直流系统换相失败及闭锁的原因以及交直流混合输电系统并列运行存在的问题;分析上海电网交直流混合输电系统并列运行面临的安全隐患及受电安全性问题;提出了上海电网交直流混合输电运行对策和上海电网安全应急保障体系建设的建议。