2 GW海上风电对称单极与对称双极柔直送出方案技术经济性对比

现阶段海上大容量风电接入电网通常采用柔性直流输电技术,目前已投运的海上直流工程均采用对称单极接线方案。对称双极方案虽然初期投资高,但其高可靠性可以提高运行阶段的发电盈利。基于2 GW海上风电柔性直流送出规模,开展了对称单极和对称双极系统的设计对比,提出了两种接线拓扑对应的海上换流站平台布置及结构设计方案,并对两种方案的初期建设投资及全寿命周期盈利进行了计算。结果表明对称单极方案较对称双极方案在全生命周期经济性上具有优势。

双极型H-HVDC输电系统向无源网络供电的特性研究

详细分析了双极型H-HVDC输电系统的结构和工作原理,建立了整流侧采用LCC、逆变侧采用VSC的双极型H-HVDC输电系统向无源网络供电的模型。保证系统功率平衡和受端无源网络交流电压稳定的前提下,设计了双极型H-HVDC输电系统的协调控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,研究了双极型H-HVDC输电系统向无源网络供电时的稳态运行特性、故障暂态特性及单极闭锁故障下的供电可靠性,仿真结果表明,双极型HHVDC输电系统能够很好地向受端无源网络供电,同时拥有较高的供电可靠性和稳定性。文章最后也指出,随着全控型电力电子器件的飞速发展,VSC控制策略的逐步成熟及造价的逐渐降低,双极型H-HVDC输电系统凭借自身诸多优点将成为以后电网新建和已有电网改造升级的可行方案。

基于MMC的柔性直流输电线路双极性故障检测方法研究

为快速、准确地识别模块化多电平多端柔性直流输电线路中的直流侧故障,提出了一种基于时间特性的模块化多电平多端柔性直流输电线路双极性故障检测方法。对双极性故障情况下的行波以及换流器电压波动进行分析,通过故障线与非故障线之间第一电压行波特性的差异进行快速故障检测。通过仿真验证了双极故障检测方法的合理性。结果表明,该方法不受过渡电阻的影响,故障距离对其影响也非常小,可以对双极性故障进行快速检测。

基于深度学习的高压输电线双极短路故障检测

高压输电线路通常比较长且所处环境复杂,检测输电故障时易受到其他电气设备的电磁信号干扰,引起误判。为了提升高压输电线线路运行的稳定性,提出一种基于深度学习的高压输电线双极短路故障检测方法。将母线的电压幅值以及相角作为故障检测的输入项,实现故障数据的归一化和降维,获取全新的故障数据时间序列。基于此,采用改进的ITD分解提取特征值,经过特征选择后将融合的特征矩阵输入深度神经网络中训练,对故障完成精准分类,实现高压输电线双极短路故障的检测。实验测试结果表明,采用所提方法可以获取较高的高压输电线双极短路故障检测精度,同时还可以有效提升故障检测效率,有效保障了高压输电线线路的平稳运行。

±800kV直流特高压输电线路的设计

±800kV直流输电是国际上输电电压等级最高、技术最先进的直流输电方式。±800kV直流线路设计没有现成的经验可供参考。为满足工程建设需要,合理确定技术原则和建设标准,需要全面研究和分析与工程建设有关的主要设计原则。结合向家坝-上海直流输电工程,介绍了特高压直流线路设计的主要研究成果,包括气象条件、结构可靠度、导线选择、地线选择、绝缘子选型、绝缘子串及金具、绝缘配合、导线对地及交叉跨越距离、极导线排列方式和走廊宽度等。同时给出了大量±800kV特高压直流线路的基本设计条件、主要设计参数以及向家坝-上海直流线路的技术特点、单位km长度线路的杆塔质量、混凝土量等工程量指标。通过我国第1条输送功率达6400MW的特高压双极直流输电线路的设计实践,证明±800kV特高压直流线路技术上是可行的,经济上是合理的。

特高压直流导线在单双极电晕笼中的可听噪声测量与分析

利用国家电网公司特高压直流试验基地直流电晕笼,对特高压直流导线在正极、负极、正负双极电晕笼中的可听噪声测量方法进行了研究。对单双极电晕笼内直流导线的表面电场进行了有限元仿真计算。计算结果表明,若施加相同等级的电压,单双极电晕笼中直流导线表面的平均最大标称电场相对差值在0.4%之内,采用单、双极电晕笼试验对导线表面场强的影响可以忽略不计。对单双极电晕笼中的特高压直流正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行了全电压测量与分析。结果表明,对于我国现有的直流线路来说,利用正单极电晕笼代替正负双极电晕笼进行可听噪声试验是可行的。

南方电网直流输电系统双极闭锁事故分析

直流输电系统双极闭锁(相继闭锁)是对输电系统影响最严重的故障之一。可能造成直流输电系统双闭锁的因素包括总线系统故障、站用电全停、双极区故障、交直流配合、无功控制绝对最小滤波器条件不满足等。在南方电网直流系统曾多次造成双极闭锁,针对历年来在南网电网内发生的双极闭锁事故进行分析并提出改进措施,为直流输电工程的设计、施工、调试及运行维护提供了参考。

单相单柱旁轭变压器直流偏磁运行性能测试与分析

分析了直流输电系统双极不平衡运行时地中直流电流对交流变压器励磁特性的影响。在三沪二回直流输电系统大功率调试期间,测试了受端直流接地极附近具有单相单柱旁轭铁心结构的交流变压器的运行性能。在双极平衡运行及不平衡运行的条件下,测量了变压器有载运行时的振动、噪声、油温、油色谱等参数,分析了变压器振动、噪声与双极运行不平衡度、主变的视在功率、油温等参数的相关性,以及直流偏磁对单相单柱旁轭的变压器运行性能的影响。测试结果表明,在双极不平衡运行期间,接地极附近交流站内变压器出现了不同程度的偏磁现象,但油温及油色谱等参数未出现异常,可以承受由此带来的偏磁影响。

龙政直流闭锁事件分析及降压再启动直流电压偏高抑制

在对2011年7月30日龙政直流输电系统双极闭锁事件原因进行分析的基础上,对极Ⅰ直流线路故障后降压再启动不成功导致闭锁的过程进行了详细研究。根据实际控制保护系统的逻辑,分析发现此问题的根本原因是理想空载直流电压无法快速变化。提出了根据实测数据实时计算整流站和逆变站触发角限值的方法,对电压和电流调节器的输出进行相应优化,以抑制降压再启动过程中的电压偏高问题。对与实际工程一次系统及控制保护程序相一致的仿真模型进行测试,证明了优化逻辑的可行性和有效性。

±1100kV“疆电入川”特高压直流输电对四川电网安全稳定影响

文中建立了包含四川220 kV及以上电压等级系统和主要互联省网等值系统的详细机电暂态仿真模型,在BPA平台对2015年包含"疆电入川"直流的四川电网运行稳定性问题进行了全面计算和分析。通过负荷中心近区发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,分析了逆变站单极、双极闭锁对四川电网安全稳定性的影响。进一步研究了枯期留电方式、系统负荷水平和受端系统强度变化情况下"疆电入川"特高压直流双极闭锁时系统安全稳定性。

燃料电池双极板的3D打印加工方法

质子交换膜燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置,双极板作为燃料电池的关键部件,3D打印技术可以适应双极板加工的需要。设计了一种具有并联传动机构的3D打印系统,采用聚乳酸(PLA)塑料作为加工材料,通过对3D打印系统控制参数的设置和优化,保证了加工零件的精度,完成了具有平行流道和蛇形流道的双极板的制造。燃料电池的组装实验证明,采用3D打印加工的燃料电池具有与传统加工方法获得的燃料电池相似的良好的工作性能。

用远场辐射场反演云闪放电参数

用地面电磁场遥感闪电放电参数无论是在实际应用还是理论研究中都具有重要意义。文中基于电流传输线模式 ,提出了一种用单站远场VLF/LF辐射场反演云内放电参数的简便方法。当传输线电流从底部传播到顶部的时间只有几微秒时 ,整个传输线的VLF/LF辐射可以近似成偶极子辐射 ,即远场辐射场与电流的时间变化率和传输线长度的乘积成正比。因此 ,对远场辐射场做时间积分就能获得完整的电流矩波形 (上升沿有所加宽 ) ,而且传输线模式中的重要参数 ,电流从底部传播到顶端经历的时间 ,也可以近似地用辐射场时间积分幅度与辐射场幅度之比来估计。这一方法具有估计云闪双极性大脉冲辐射过程的放电参数的潜力。

混合三端直流输电系统应用于风电场并网的研究

电压源型换流器的高压直流输电系统在风电场并网中可以提高其电能质量,但两端均为电压源型变换器换流器,其建设成本高。文章基于电流源型换流器的传统两端双极直流输电基础上,在直流端并联一电压源型整流器,构成混合三端双极直流输电系统,将电压源型整流器用于实现风电场并网。在仿真程序PSCAD/EMTDC中搭建该三端系统模型,并用一双馈感应风力发电机等效风电场出力,仿真结果表明,该混合三端双极直流输电系统可以实现风电场的并网,对风速变化响应特性好,可保证风电场出力的电能质量。

双极柔性直流输电系统换流站交流三相接地故障分析及保护

随着电压等级和传输容量的提高,基于对称双极接线的多端柔性直流输电技术被越来越多地应用到实际工程中。换流站交流接地故障会对双极柔性直流输电系统产生严重危害,因此换流站的快速保护技术尤为重要。为此,首先分析了基于双极结构的多端柔性直流电网换流站交流三相接地故障的暂态特性,推导了故障电流中各组成成分的解析表达式。其次,根据故障暂态特性提出了一种适用于双极拓扑结构和金属回线接地方式的多端柔性直流电网快速保护策略。该保护利用换流器桥臂电流识别故障,动作速度快,可靠性高,并具有一定抗过渡电阻能力。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端直流电网模型,仿真结果验证了故障暂态特性分析及所提出的保护方法在不同故障情况下的正确性。

数字基带传输系统可靠性研究及相关因素分析

首先完成基于Matlab/Simulink的基带传输系统的仿真设计,经显示器观察发现各点波形与原理一致。在仿真基础上,对双极性码和双相码两种传输码系统进一步研究系统误码率,分析信息传输速率、不同传输码型和系统传输特性对系统可靠性的影响,仿真结果表明,降低信息速率、提高系统信噪比、增加系统滤波器滚降系数和选用高效的传输码型均可以降低系统误码率,提高系统的可靠性。

真双极多端柔性直流输电系统多目标协同控制策略

目前,基于电压源型换流器的多端柔性直流输电(VSC-MTDC)技术已得到广泛应用。真双极VSC-MTDC换流站中正、负极换流器具有可独立控制的特点,为进一步提升真双极VSCMTDC系统的控制灵活性,首先对同一换流站中正负极独立换流器分别采用不同控制策略的可行性及存在的交互影响进行了理论分析,进一步提出了真双极VSC-MTDC的多目标协同控制策略。同一换流站的正、负极独立换流器分别采取不同的控制策略,并针对系统不同运行工况,通过相应的极间协同控制策略,同时实现了对交流电压控制稳定性和双极直流电网有功功率消纳能力的提升。基于PSCAD/EMTDC搭建真双极VSC-MTDC仿真系统,验证了各种运行工况下所提控制策略的适用性和有效性。

输电线路柔性直流融冰技术

为直流融冰技术在电网中的应用提出了一种新型柔性直流融冰技术。通过分析输电线路结冰情况的等效模型并研究融冰时的热交换过程,针对220kV输电线路计算出了线路融冰所需的保线电流和最大电流值。按计算结果的需求设计了基于可关断器件的新型柔性直流融冰电源。论述了该电源的主电路拓扑及其功率单元的等效电路,并对其相关的融冰控制策略进行了分析和研究。最后研制出一台全控直流融冰装置样机,并进行了现场试验。试验结果表明,该融冰装置可对直流输出电压进行柔性调节,融冰时的网侧谐波含量较低,在试验中仅3.16%。

基于精简矩阵变换器的海上风电高压直流输电控制策略

海上风力发电与高压直流输电(HVDC)结合是未来风力发电及其电能传输的发展方向。受空间、运输、维护成本的限制,海上风电HVDC对功率变换器的体积、效率、可靠性提出了更高要求。精简矩阵变换器(RMC)具有体积小、重量轻、转换级数少、可靠性高等特点,在海上风电HVDC中有着巨大的应用价值。在对电流型RMC空间矢量调制策略进行深入分析的基础上,针对直驱式永磁同步风力发电机组特点,提出了基于RMC和电压源换流器(VSC)的海上风电HVDC综合控制策略,实现了风电机组最大风能跟踪控制及并网侧有功/无功功率的解耦控制。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

基于FPGA的HDB3编码方法及其在测井电缆传输中的应用研究

通过分析电缆测井数据传输中常用的编码技术以及HDB3编码的原理和优势,提出应用HDB3编码技术实现测井数据传输的设想。设计中以FPGA为核心部件,实现编译码以及与PC机的数据交互。分析了编译码模块的原理和尽可能优化的设计方法,以及PC端软件的功能和实现方法。该设计具有较好的扩展性和冗余性,可用于在数据压缩处理、数字滤波以及时域均衡处理等方面对该编码传输技术进行更为深入的研究。

一种±500 kV混合双极高压直流输电线路保护的新方法

针对混合高压直流输电线路距离长、故障率高的问题,提出了一种适用于±500 kV的混合直流输电线路的保护方法。根据混合双极高压直流输电线路边界元件两侧的信号高低频能量不同,同时考虑到故障类型以及过渡电阻对诊断结果的影响,构造了有功功率故障分量的暂态能量比值的保护方法。该方法利用小波包变换对有功功率故障分量分解,得到各节点暂态能量;利用正、负极能量比值的大小区分区内、外故障,根据正、负极能量比值的差值区分单、双极故障,并利用正、负极部分频带能量和进行故障选极。采用电磁仿真软件PSCAD/EMTDC搭建±500 kV混合双极高压直流输电系统仿真模型,并利用MATLAB结合保护判据进行保护算法的仿真验证,结果表明:所提方法耐过渡电阻能力高,数据采集时间窗为3 ms,在不同的工况下都可以快速、准确识别区内外故障,并具有故障选极功能。