含直流故障限流装置动作的直流电网故障电流计算方法

模块化多电平换流器型柔性直流电网作为光伏和风电等新能源汇集的有效手段,其直流故障限流和故障线路的快速隔离具有重要意义。该文提出一种含限流器投切、断路器跳开和避雷器耗能过程的直流电网故障电流计算方法。首先,根据直流电网双极短路故障后电容快速放电机理,分析电感型故障限流器投入前后故障电流的变化情况。其次,考虑故障限流器投入过程与直流断路器的切断过程,并兼顾故障限流器和直流断路器中的金属氧化物避雷器(metal-oxide arrester,MOA)特性,提出一种包含6个子阶段的柔性直流电网故障电流计算方法。通过PSCAD/EMTDC电磁仿真平台验证该算法的准确性。

非隔离双向四端口直流变换器及其控制策略研究

针对多端直流输电系统中的潮流汇集、分配以及电压变换需求,提出了一种基于双向buck+boost变换器的非隔离双向四端口直流变换器。所提出的直流变换器只需经过DC-DC单级升降压变换,提高了变换器的效率和功率密度;相对于传统多端口变换器通过公共交流母线或公共直流母线连接的方案,该变换器无需采用母线电容和交流变压器,降低了变换器体积和成本,提高了系统可靠性;该变换器中任意一个输入到输出端口之间均构成一个双向buck+boost变换器单元,各个单元在功率回路不存在相互耦合,控制更易实现。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了四端双极柔性直流输电系统仿真模型,对直流变换器潮流分配和电压变换功能进行了仿真分析,并研制了双极四端口直流变换器原理样机,进行了相应的动模实验验证。仿真和动模实验结果表明,该直流变换器能够有效实现直流潮流分配和电压变换功能。

接入孤岛新能源电场的双极柔直换流站控制策略

当新能源电场孤岛接入柔性直流换流站时,需要柔性直流换流站为其提供交流电压。若双极柔性直流换流站的正、负极换流单元均采用定交流电压幅值、定频率控制（简称定U/f控制）,会由于其接入同一交流母线且控制目标相同而导致系统不稳定。因此,针对大容量新能源孤岛接入的柔性直流换流站,提出双极换流单元的交流电压、频率下垂协调控制（简称双U/f下垂控制）,并与一极采用U/f控制,另外一极采用定有功功率、定无功功率控制（简称定P/Q控制）进行了对比分析。在PSCAD/EMTDC仿真环境中建立了4端柔性直流电网模型,以新能源电场出力波动、单极闭锁及受端交流系统短路故障为例对2种控制策略进行了仿真测试,验证了文中所提出控制策略的有效性。

一种适用于远距离输电的柔性直流输电系统

基于柔性直流输电在工程项目的运用及设计实例,分析了现有的柔性直流输电系统的拓扑结构,阐述了其工作原理、控制策略设计。设计柔性直流输电系统采用正负直流母线双极供电模式,系统可在"双极模式"与"单极模式"之间安全切换,且发生"单极故障"可带电维修,大大提高系统了系统运行的可靠性。通过对控制系统、功率组件设计等论证柔性直流输电技术在海上平台的应用,为孤岛多端直流输电系统的应用奠定了坚实基础。

柔性直流输电并网建模及故障分析

为满足交流电网对高压直流输电方面的需求,主要分析并建立可接入电网的电压源换流器型高压直流输电系统的基本原理及模型。直流系统通过两侧换流变压器与交流系统相连,实现有功、无功的独立控制,自关断的电压源型换流器还解决了传统直流输电存在换相失败等问题。当直流系统成功接入交流电网后,对网架结构变化的整个系统故障分析,并提出当直流系统发生两极短路故障时,不同的故障阶段对交流侧的故障等效;当交流系统发生单相接地不对称故障时产生的零序和负序电流对直流系统产生冲击和影响。以上研究对接入直流系统后电网的继电保护配置及动作条件提供辅助参考作用。