云广直流小功率孤岛试验发现的问题及应对措施

云广直流孤岛方式运行是提高云南水电外送能力和保证南方电网安全稳定运行的重要措施。总结了云广直流带小功率孤岛试验中发现的主要问题及应对措施,诸如小湾电厂机组调速器不完全适应孤岛方式,直流闭锁后机组频率从最高频率下降至50 Hz时间较长,孤岛模式转联网模式过程小湾电厂机组有功功率波动较大等。这些问题的解决大大减小了后续大功率孤岛试验的风险。

云广±800kV直流双极运行模式研究

云广±800kV直流双极投产后,南方电网交直流并联运行、强直弱交的特性更加明显,会给电网安全稳定运行带来新问题。鉴此,研究了云广直流投产后的安全稳定特性、西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等,分析了联网及孤网两种正常运行方式,提出了云广直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。

±1000kV特高压直流互感器的选型与研制

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1000kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,云南-广东和向家坝-上海±800kV特高压直流工程中直流互感器均依赖于进口,我国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,±1000kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800kV直流工程中直流互感器运行情况的基础上,对于±1000kV直流互感器进行了选型、结构、性能及关键技术等方面的研究。分析结果对研制±1000kV特高压直流互感器具有指导作用。

云广直流在南方电网黑启动及系统恢复过程的作用

基于对云广直流主要运行方式、黑启动电源和换流站站用电源等的分析,探讨了云广直流在南方电网黑启动及系统恢复过程中的作用,并进一步研究了系统全黑情况下云广直流的启动方案,包括直流启动的基本条件、典型启动路径、启动过程及控制。建议将所提出的云广直流启动方案纳入南方电网黑启动及系统恢复实施方案。

云广±800kV直流输电工程直流测量系统异常情况分析

根据云广±800 kV直流输电工程采用独立的直流测量系统而与其他高压直流系统的不同,介绍了直流测量系统的工作原理及TDM总线选择方式,单极的2套极控、组控系统以及2套极保护、阀组保护分别与2套极测量系统、阀组测量系统交叉冗余接线。分析了穗东换流站先后发生两起因TMD总线不能正常切换造成保护系统动作异常的事故的原因,并就此提出了相关的改进建议。

云广直流工程阀组旁路开关位置检测回路设计优化

精确检测阀组旁路开关的位置是云广直流控制系统阀组触发脉冲与阀组旁路开关成功配合的关键。阐述了在解锁串联双阀组中第二个阀组期间使阀组旁路开关位置与阀组触发脉冲相配合的控制过程,分析了阀组旁路开关位置判别功能及其检测回路,当前回路设计的不合理性及其可能给运行维护带来的安全隐患,并提出了解决方法。此方法已成功应用到±800 kV糯扎渡直流工程中。

云广直流孤岛判别系统的原理及接口

云广直流孤岛判别系统是云广直流稳控系统、极控系统正确进行自动控制的前提。分析显示,通过合理简化后,孤岛自动判别只涉及对楚雄换流站第2、3串,和平变电站第3、6串,小湾变电站第3串开关开、断状态的电气逻辑判断。基于所作的合理的简化并对个别特殊运行方式加以限制,推导出孤岛判别方案的逻辑关系主判据,并说明了孤岛判别系统和极控、稳控系统的接口方式。

±1000kV特高压直流电流互感器集肤效应分析及结构优化

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800 kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级的±1000 kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流电流互感器是用于直流输电系统电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置。利用分流器测量直流大电流,结构简单,性能稳定可靠,但系统谐波电流引起集肤效应可能会对测量和保护产生影响。为推进特高压直流设备的国产化进程,更好地研究±1000 kV特高压直流电流互感器,首先对研制±1000 kV特高压直流电流互感器的必要性进行了讨论,对直流分流器集肤效应的影响进行了理论分析,同时,在依据±500 kV贵州一广州直流工程中直流分流器结构设计的基础上,对于±1000 kV特高压直流互感器分流器进行了选型、结构设计、性能及关键技术等方面的研究,根据得到的设计原则而设计的直流电流互感器满足准确度和相关特性的要求,该研究结果对研制±1000 kV特高压直流互感器具有指导作用,对于±1000 kV直流电网的建成具有重大意义。

±1000kV特高压直流电流互感器选型及结构设计

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在中国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着特高压±800 kV直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1 000 kV直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,特高压±800 kV云南—广东和向家坝—上海直流工程中直流互感器均依赖于进口,中国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,使得±1 000 kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。笔者在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800 kV直流工程中直流互感器的运行情况的基础上,对于±1 000 kV直流互感器进行了选型及结构分析。分析结果表明:±1 000 kV特高压直流互感器的研究在世界上尚属首次,研究成果对于±1 000 kV直流电网的建成与否起到极其重要的作用,中国掌握核心技术,大量节省工程建设资金,使中国的直流互感器技术达到世界领先水平。

云广直流中性母线开关及其谐振回路分析

与±500kV高肇直流输电系统不同,±800kV云广直流工程直流中性母线开关采用双机构四断口形式并安装有谐振回路。文章介绍了谐振回路的原理,分析其存在的必要性以及对设备选型的要求,比较由此带来的高肇直流与云广直流相关保护动作后果的不同,并对日常运行维护提出相应要求与建议。

云广±800kV直流安全稳定控制方案研究

分析了云广直流双极投产后的系统运行特性,经对各类控制措施的控制效果对比分析,给出了一个云广直流安全稳定控制系统的总体框架:稳定控制措施总量以切机不超过4800MW、接着切负荷不超过2500MW进行控制;若超出限制则可以采取调整再启动方案,退出直流再启动功能,降低直流输送功率或安排孤岛方式运行等措施。

云南—广东±800 kV直流输电系统动态等值研究

为向云(南)—广(东)直流输电工程的物理设备动模仿真实验提供动态等值研究方法。在保持电网动态特性,同时缩减计算规模的前提下,应用同调机组聚合和网络化简等动态等值方法,对2010年南方-香港互联电网进行了等值研究,提出保留直流系统、主要交流通道和对系统稳定性有重要影响的厂站的等值方案,据此得到简化系统。通过比较等值前后电网潮流分布、重要母线短路电流及系统暂态行为变化等情况,证明了所提动态等值方案的合理性及简化系统的工程实用性。

云广±800kV直流对南方电网第三道防线稳定控制措施影响分析

云广±800kV直流输电工程投产后可极大提高西电东送能力,同时会给南方电网系统带来新的稳定问题。鉴此,详细分析了云广±800kV直流对南方电网失步解列、低频或低压减载以及高周切机等第三道防线稳定控制措施的影响,研究南方电网现有第三道防线稳定控制措施的适应性,并对完善第三道防线提出建议。

云广±800kV直流输电线路重启动功能分析

在特高压直流输电中,直流线路发生瞬时故障的概率较高。如果故障清除,则要求直流系统能重新启动并输送功率。为此,详细分析了特高压直流重启动功能,介绍了直流线路故障重启动功能的基本原理,结合实际波形对重启动的整个过程进行了详细阐述。结合±800kV云广直流工程的实际情况分析了云广直流孤岛运行和联网方式下直流线路故障重启动的设置和动作后果,指出直流线路重启动功能的特点与优越性,并提出了改进建议,对特高压直流工程的运行维护具有一定的指导意义。

云广±800kV直流工程总线系统运行风险分析

云广直流总线系统分为4个独立的部分:控制总线,现场总线,TDM总线和MPI总线。由于控制总线与TDM总线都是初次使用于特高压直流输电系统中,缺少运行维护经验,TDM总线异常已造成云广直流停运事故。介绍了总线系统各部分的配置、工作方式和通信方式,分析各部分总线故障可能引起的总线系统运行风险。通过研究在云广直流极Ⅱ调试和试运行过程中几次总线系统运行事故,提出了相应的改进建议,为特高压系统的设计、运行和维护提供参考。

云广±800kV直流落点穗东对广东中北部地区电力系统的影响

广东中北部电网火电装机相对较少,落点穗东换流站的云广±800kV直流双极投产后,该电网的水电比例进一步提高,区内电源结构性调整需求增加。针对云广直流双极停运损失功率较大的情况,分析了云广直流对受端近区网架结构的要求及对中北部电网供电的影响。结果表明,广东中北部电网有必要推进骨干电源的建设和电源结构调整,提高近区电网供电的适应性,才能更好地发挥云广直流的输电功效。

云广直流孤岛运行机网控制特性实时仿真平台研发及其应用

为了研究云广直流孤岛运行的机网控制特性,对送端机组的控制系统进行建模,将送端机组的励磁、调速和监控等控制系统接入RTDS仿真系统以及直流系统的控制保护系统和安稳系统,研发了一个新的云广直流孤岛运行闭环仿真平台。基于该平台对送端机组的调速、励磁控制器的逻辑和参数进行了辨识,进而搭建了调速、励磁系统的RTDS数字控制模型。纯数字控制模型与实际控制器的仿真对比,以及孤岛实时仿真结果与现场试验结果的对比表明,所建立的仿真平台与实际孤岛在响应特性和控制性能上具有很高的一致性。

云广直流“6·5”行波保护动作RTDS仿真分析

针对2011年6月5日因行波保护动作发生的云广直流双极相继闭锁事故，运用RTDS故障仿真和录波回放等手段进行了分析、结果表明，在该事故中极Ⅱ因直流线路雷击短路故障，穗东、楚雄两站极Ⅱ行波保护正确动作：电磁耦合致极I的直流电压、直流电流出现较大波动，逆变站极I行波保护达到定值而动作。RTDS仿真测试得出结论，行波保护逆变站△Ⅱnv定值由-0．05改为-0．3能避免“6．5”情况下的逆变站极I行波保护动作。

云广直流并联运行时南方电网系统模型简化的研究

云广±800kV直流输电工程的功能试验及动态性能试验、多直流相互影响研究等研究项目需要应用EMTDC和RTDS等仿真软件进行必要的仿真研究,从而提出了含有±800kV云广直流的南方电网系统模型的简化问题。由于南方电网规模巨大,必须在保持南方电网主要特征的前提下建立简化模型。通过分析云广特高压直流加入后南方电网的特性,划分同调机组,进行等值化简,并对等值系统参数进行了优化,最终建立了南方电网的等值模型。在短路容量、系统潮流、暂态稳定等方面的计算和比较表明,等值网络的特征和原始网络基本一致,可以用于EMTDC和RTDS仿真研究。

±800 kV输电线路在空气湿度影响下的离子流场计算

以云南-广东±800 k V输电线路为研究对象,利用COMSOL软件建立简化的二维输电线路仿真模型,对不同空气湿度下±800 k V输电线路的地面合成电场和离子流密度进行仿真研究,分析了空气湿度对地面合成电场与离子流密度的影响规律,验证其计算结果。结果表明:计算值与测量值的分布趋势基本保持一致,负极导线附近的合成场强吻合度比正极导线高。根据研究结果确定了计算模型的正确性。