Preventing DC Over-voltage in Multi-terminal HVDC Transmission

This paper is concerned with power reduction control which is used to avoid DC over-voltage for multiterminal HVDC transmission of offshore wind power.Voltages and frequencies of offshore AC wind farm networks are used for transmitting control signals for the power reduction control.These methods do not require fast communication.Power reduction sharing among the offshore wind farms using the different control signals is analysed.The control systems are also compared against the DC chopper method to prevent a DC overvoltage.Simulation and experiments are carried out to evaluate the control systems.

两回HVDC并行输电系统送端谐波不稳定问题的判据研究

在单回高压直流输电系统谐波不稳定问题的研究基础上,利用开关函数对换流器的调制作用进行了进一步的理论推导,从电路原理的角度对谐波通过直流换流器在交流系统和两回直流系统之间来回传递的全过程进行整体考虑,提出了一种判断系统是否发生谐波不稳定的新判据。基于新判据的频率扫描分析结果与电磁暂态故障仿真结果吻合,表明该判据能够很好地评估两回高压直流并行输电系统送端发生谐波不稳定的风险。

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。

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。

交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流—逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。

多端高压直流输电系统保护动作策略

多端高压直流输电(HVDC)系统保护动作后故障处理策略的选择与多端系统结构密切相关。详细分析了串联型和并联型多端直流输电系统的闭锁和线路故障再启动逻辑2类保护动作后故障处理策略,并简要介绍了其他保护动作处理策略。快速移相及同时投旁通对是串联型常用的闭锁策略;并联型常采用闭锁脉冲策略,以及禁止投旁通对策略。对串联型而言,极隔离实际上是换流器隔离;由于存在多条多电压等级的直流线路,从而线路故障处理策略复杂度很高;功率回降和极平衡需各主控站协同处理;新增合大地回线开关的处理策略。对并联型而言,线路故障处理需各整流站协同处理;新增降电流后闭锁策略;新增分断直流线路开关策略,便于隔离故障直流线路。

双回并行直流输电谐波不稳定判据研究及改进

现代电网往往是大规模的交直流混联系统,当直流系统与弱交流系统连接时,可能引发谐波不稳定等一系列问题。在现有双回并行直流输电线路谐波不稳定判据的基础上,引入了直流偏磁系数和双回直流线路的阻抗矢量差异,提出新的判断双回直流系统谐波不稳定的工程判据。在不同网络参数下,将所提判据与现有判据的判断结果进行对比分析,结果证明了所提判据的正确性。

交直流并联输电系统的非线性鲁棒控制

针对含有常参数不确定性的交直流输电系统 ,使用自适应逆推方法设计了直流系统的非线性鲁棒控制器。基于该方法的设计 ,无需对原系统进行反馈线性化 ,并能保证闭环误差系统渐近稳定。

天广直流输电功率对天广交流通道输电能力影响分析

在我国第1个交直流混合输电系统出现后,交直流系统间的关系及相互影响问题成为需要研究的新课题。通过对天广直流投运初期及天广交流通道网架加强后直流系统运行对天广交流通道输电能力影响的研究发现,在交直流混合输电系统中,如果交流系统网架较弱,则随着直流输电功率增加,交流系统输电能力将要逐渐受到限制而减小;如果交流系统网架较强,则直流系统运行不会影响交流系统的输电能力。

同步和异步联网系统直流受端电网电压支撑能力评估

在异步互联电网和交直流并联电网中研究了短路比系列指标与直流故障引起的受端交流电网稳态电压跌落之间的定量关系。结果表明在异步联网系统中,直流短路比指标能有效地定量指示出直流故障下交流电网的电压支撑能力,而在交直流并联电网中则不能。针对交直流并联电网,提出了改进短路比指标的思路和新指标。仿真结果表明,改进短路比指标能够有效地定量指示出交直流并联电网中直流闭锁引起的交流母线稳态电压跌落水平。

柔性直流与交流线路平行走线工频电磁影响

采用架空输电线路分布参数模型及电压电流传播方程,考虑柔性直流系统阀侧的工频等值电路,建立了交流输电线路对柔性直流线路的工频电磁影响模型及连接变压器阀侧直流偏磁电流模型。最后以±160 kV柔性直流线路及110 kV交流输电线路参数为基础,分析了平行长度、平行距离、交流换位、直流换位等因素对偏磁电流的影响。

多换流器并联特高压直流系统控制策略及仿真

并联高压直流输电系统是多端直流系统的一种特殊方式,并联扩建方案经济性好、运行灵活方便。利用实时数字仿真器(RTDS)建立了±800kV双换流器并联、10GW双极直流输电仿真模型。直流控制保护模型采用所开发的直流输电控制保护样机,与RTDS构成实时闭环仿真试验环境。控制策略采用电流裕度控制,整流侧两个换流器均定电流,逆变侧一个换流器定电压,另一个换流器定电流。控制系统架构按双极/极控制层,换流器层控制进行设置。换流器层控制实现两个换流器的触发控制,双极/极控制层产生电流和电压参考值指令,经分配后,发送至换流器层控制。利用该仿真系统对双换流器并联的直流输电系统启停、稳态运行工况、换流器在线投退、功率分配策略等进行仿真研究,结果表明所提出的控制策略和开发的控制保护样机可以满足双换流器并联的高压直流输电要求。

交直流并联系统的有功功率优化分配

现有的高压输电线路,多采用电压等级高的交流电传输,随着柔性直流输电技术的不断发展,电网将呈现交直流混合的格局,使得电网的潮流分布更趋复杂性。目前的电力调度部门,关于交直流并列运行的有功功率指令值的确定没有具体方法。因此,提出了一种多目标优化算法,计及多个约束条件,建立目标函数。运用运筹学的方法,使用LINGO软件对该数学模型进行求解,得出交直流线路上的有功功率分配值。通过上海南汇示范工程作为算例验证此方法的可行性,与其他的算法相比,该方法简洁快速;提出的多目标优化方法既能降低电网的损耗又能保证系统安全可靠运行。

一种基于d轴参考电流的受端孤岛检测法

针对基于频率与相位的传统被动孤岛检测法在实际应用中判据较多、检测时间较长的问题,结合柔性直流输电系统逆变站控制环节特性,提出了一种基于d轴参考电流的受端孤岛检测法。该方法根据d轴参考电流对孤岛情况响应迅速且能有效躲避大干扰下误判断的特性,将其作为孤岛检测判据,并通过计算分析给出了其阈值整定方法。最后搭建交直流混联模型进行仿真,验证了所提孤岛检测方法的有效性、准确性及快捷性。

柔性直流输电系统交直流并列运行与孤岛运行方式间的切换控制

首先分析了系统在交直流并列运行和孤岛运行方式下的控制策略,基于此提出了系统从交直流并列运行转为孤岛运行和从孤岛运行恢复到交直流并列运行的切换控制方法。以某实际工程参数为例在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了系统仿真模型,对所提出的切换控制方法进行了仿真验证。结果表明,所设计的切换控制方法能及时检测出系统的运行状态,并自动进行相关控制方式的切换,在切换过程中系统各电气量没有剧烈波动,不会影响系统的安全稳定运行。

考虑并联线路的含直流落点受端系统恢复

针对传统系统恢复中路径选择方法对直流恢复限制严重的问题,提出含直流落点受端系统恢复方法。对直流输电在系统恢复中的特性进行分析,综合考虑系统恢复效率和恢复过程中的系统安全性,以恢复期间总发、输电量与网架充电无功的比值作为优化目标,建立考虑并联线路的系统恢复模型;然后综合考虑直流启动及系统运行等约束,结合混合粒子群算法进行系统恢复方案的求解。以IEEE 39节点算例和中国西南某地区实际电网算例验证了所提出方法的有效性。

并联多端直流输电金属回线站内接地故障隔离策略研究

结合乌东德并联三端特高压直流输电工程实例,分析了针对金属回线站内接地故障所配置的极保护逻辑,基于这些保护逻辑,研究了并联多端直流系统在发生金属回线站内接地故障后,在两端、三端运行方式下,针对不同换流站所需要采用的故障隔离策略,并据此提出了N端运行方式的故障隔离策略。通过仿真试验测试,该策略在正确隔离故障的同时,可以最大程度地减少停运换流站的数量,从而保持系统尽可能多的功率传输。

含风电并网的直流互联电网分散协调调度方法

对于含风电并网的直流跨区互联电网的日前安全约束机组组合问题,提出了基于目标级联分析法的分散协调调度模型。为充分利用直流联络线的灵活调整能力以提高风电的跨区消纳能力,对直流联络线的灵活运行特性进行了精细化建模,在此基础上,将直流联络线输送功率和发电机出力协调优化,将日前发电计划问题分解为上级调度中心负责互联区域间直流联络线潮流的协调优化主问题,以及下级调度中心以并行的方式独立优化各区域电网发电计划的子问题。以2区域12节点直流互联系统和由新英格兰39节点系统修改的2区域直流互联系统为例,验证了方法的有效性。结果表明所提方法符合我国电网分层分区的调度模式,并有助于提高风电的消纳能力。

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。

非并网风电中输入串联输出并联组合式直流变换器的研究

非并网风电经过简单的变换可以在高耗能产业中得到应用,从某种程度上解决了世界风电发展不可回避的难题,那就是并网技术。文中研究了全桥直流变压器和全桥直流变换器的组合结构,高压直流电在两类模块ISOP变换模式下,负载侧便可以使用低压电,电路结构和控制方式得到简化。在此基础上,各个模块的输出电流和输入电压程度需保证在合理范围内,ISOP-FB组合式直流变换器才能安全、优质、经济及可靠的工作。文中搭建了两台全桥直流变压器和一台全桥直流变换器ISOP原理样机,验证了结构及其控制的可行性。