级联多端特高压直流控制保护系统配置及策略

该文针对金上直流工程主回路拓扑结构与运行方式的特点,设计了送端分址级联多端特高压直流控制保护系统的配置方案;提出送端分站的高、低压换流器的电压平衡控制方案,根据送端两站间通信条件,切换采用附加电压平衡控制的触发角协调控制和串联两换流器一个定电压、另一个定电流的控制策略;基于送端分站级联拓扑,研究了其直流保护功能配置方案,并提出针对送端站1内的极区/换流器区故障或者送端两站之间直流线路永久故障的快速清除方法。基于控制保护工程样机的RTDS闭环仿真结果表明,该级联多端特高压直流控制保护系统可以满足实际工程应用的要求。

混合级联特高压直流功率损失计算方法研究

混合级联特高压直流(UHVDC)在降低直流换相失败风险的同时提升了直流输电的灵活性,但由于LCC与VSC混合拓扑导致不同阀组闭锁后健全阀组的功率传输能力存在不确定性,影响了直流功率损失准确计算。此处提出了一种适用于混合级联UHVDC的功率损失计算方法。直流控制系统以极为单位计算阀组闭锁后的直流功率并发送安控系统计算直流功率损失,设计了合理接口与数据处理方式保证阀组单次及相继故障直流功率损失计算的准确性。最后通过试验,验证了所提方法的正确性与有效性。

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。文中通过引入对称分量法,建立故障后同步调相机瞬时有功/无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的2次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明:相较于利用定子电流3次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,文中方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。

基于三次谐波注入的桥臂交替换流器子模块电容优化方法

桥臂交替换流器(AAC)具有子模块数目少和电容小等优点,在交直流系统功率互联和柔性直流输电中具备广阔应用前景。针对AAC存在的固定调制度运行缺陷和工程应用子模块电容经济性问题,提出了一种基于三次谐波注入的AAC子模块电容优化方法和闭环控制策略。文中首先介绍了AAC的拓扑结构和运行原理,根据换流器能量平衡方程给出注入三次谐波后AAC的宽调制度运行条件,并设计了AAC的闭环控制策略;然后,基于子模块电压波动数学模型,建立了AAC的能量波动方程,能够精确生成不同调制度和功率因数角下的能量波动模型,定量分析了注入三次谐波后能够降低的能量波动峰值和子模块电容优化率,所提出的子模块电容优化方法和闭环控制策略在实现AAC宽调制度稳定运行的同时,注入的三次谐波不改变AAC能量平衡条件,最高能够降低AAC子模块电容大小为传统控制方式下的12.1%;最后,在电磁暂态仿真软件和StarSim半实物平台中搭建模型,验证了所提分析方法和控制策略的有效性。

基于风速概率分布与风切变指数的直流输电线路离子流场数值模拟方法

特高压直流(UHVDC)输电线路下方的离子流场是电磁环境的重要评估指标之一。风速作为常见也是影响较大的因素之一,有着明显的地域特点。为了避免资源浪费,在对地高度设计时,应考虑到不同地区的风速分布差异,而不是用过大裕度换取安全度。为此,该文提出一种基于风速概率分布与风切变指数的输电线路离子流场数值模拟方法。该方法通过待计算地区的风速数据构建Weibull风速概率分布函数模型,选择风速数据在95%以内的最大临界风速作为参考值,考虑风速传感器的安装高度,根据风切变指数计算场域不同高度处的风速分布,作为离子流场计算中不同高度节点的风速输入量。结果表明,引入风切变指数后的离子流密度与合成电场强度误差分别下降了16.2百分点和3.8百分点,明显优于传统固定风速模型。并以昆明地区某±800kV直流输电线路为例,采用该方法进行了计算。该方法能够有针对性地考虑输电线路所处区域的风速影响,特别是在高海拔高风速地区,可为输电线路在合成电场安全限值下的对地高度设计提供参考依据。

基于合成场强仪的输电工程地面合成电场研究

高压直流(DC)输电线路交叉跨越是我国特高压(UHV)技术发展中出现的问题。由于两回DC线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布,UHV DC输电工程地面合成电场计算较为困难。选取典型±800 kV UHV DC输电工程进行地面合成电场的实测研究。参照GB 39220—2020,采用HDEM-01合成场强仪进行野外现场实测。测量参数为有效期内的场磨传感器上积聚的电荷量。测量结果与运行初期实测数据的对比结果表明:±800 kV换流站周边运行初期合成电场强度略低于后期,且整体水平较低;沿线电磁环境敏感目标运行初期、后期的实测数据中,74%的数值小于5 kV/m。通过此次研究,明确了UHV DC输电工程合成电场不同时期的特性。该研究有助于推进UHV DC输电工程的快速建成,并提高其运行安全性,从而推动电力工程建设的发展。

混合三端直流输电系统受端交流故障穿越协调控制策略

以乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程为研究对象,考虑混合三端柔性直流输电系统因受端不同位置交流故障所致的直流过电压,提出相应的故障穿越协调控制策略。在受端主站发生网侧交流瞬时故障的情形下,通过设计混合型模块化多电平电压源换流器全桥子模块自适应负投入策略,实现了利用子模块电容短时过电压储能的能力来快速补偿站间直流电压的上升;短暂时延后,送端电网换相换流器通过定量调整电流指令值策略来减小子模块的不平衡充电功率。在受端主站发生阀侧交流故障的情形下,优先利用输电健全极的功率转代裕度来消纳故障极的部分不平衡功率;同时,故障极从站跟随主站半压运行,相应的高低压阀组切换至定电流及定电压模式,最终实现抑制站间过电流及减小盈余功率。仿真结果表明,2种故障条件下,所提的协调控制策略均可较快实现故障期间的功率平衡,有效抑制仅配备稳态基本协调控制策略下系统所出现的直流过电压现象,同时也基本维持了送端的总体有功传输容量。

基于PMU的特高压直流输电系统孤岛运行控制方法

受特高压(Ultra-High Voltage,UHV)直流输电系统自身运行特点的影响,孤岛运行阶段的环流难以实现快速维稳,提出基于电源管理单元(Power Management Unit,PMU)的特高压直流输电系统孤岛运行控制方法。考虑输出电压的角度会受电压源换流器(Voltage Sourced Converters,VSC)的影响发生瞬时改变,提出有功-相角下垂控制方法,逆变器通过微型PMU的同步信号,确定派克变换的参考坐标系,将特高压直流输电系统孤岛运行阶段的目标维持频率作为控制基准。以调整特高压直流输电系统中所有分布式发电装置(Distributed Generation,DG)的相角参考值处于一致状态为导向,结合微型PMU测得的公共母线电压相角参数,控制有功补偿量。在测试结果中,环流达到0值后出现的偏离情况程度稳定在10.0 VA以内,并在测试后的0.8 s内达到0稳态。

基于可控自恢复消能装置的直流送端暂态过电压抑制方法

常规特高压直流输电系统受端换相失败或直流闭锁时输送功率受限,将导致送端换流站的无功消纳盈余进而诱发送端系统过电压。提出基于可控自恢复消能装置的过电压抑制方法,能够防止常规特高压直流输电系统送端电压上升过大。首先,分析了送端过电压产生机理;其次,介绍了可控自恢复消能装置的过电压抑制原理,并给出了装置参数整定方法;最后,结合PSCAD/EMTDC和试验平台验证了可控自恢复消能装置实现常规特高压直流输电系统暂态过电压抑制的有效性。

±800 kV直流线路工程邻近带电体架线施工防护研究

考虑直流输电线路邻近带电体架线施工风险,利用表面电荷法得到导线表面电场强度数学模型,应用有限元计算了邻近±800 kV直流输电线路和T型塔的空间电场分布情况,给出了架线施工时邻近线路和T型塔的最小关注距离。研制了直流电场安全监控报警装置并用于验证有限元仿真结果;依托昌吉–古泉±1000 kV特高压直流工程甘3标段完成了装置功能验证,结合验证结果给出了邻近带电体施工管控措施。研究结果可为邻近带电体架线安全施工提供技术参考。

高压交流断路器标准的主要差异分析

本文主要对GB/T 1984—2014与IEC 62271-100:2021的差异进行分析,主要针对文本差异和基本技术参量差异两个方面,其中文本差异主要分析了适用范围和规范性引用文件、使用条件以及术语和定义;基本技术参量差异主要分析了额定绝缘水平、温升限值、TRV参数以及试验参量的容差。通过以上几个方面的分析,加深对标准理解和规范检测认证。

特高压直流输电技术对电力系统安全稳定性的影响分析

特高压直流输电技术作为一种先进的电力输送手段,在全球范围内逐渐得到广泛应用。文章详细介绍了特高压直流输电的基本原理,包括通过提高输电电压以减少线路电流和损耗,从而实现长距离和大容量电力传输的能力。分析了该技术的研究必要性,指出其在现代电力系统中的关键作用,尤其是在提升电网经济性和可靠性方面的贡献。此外,文章探讨了特高压直流输电技术的特点,如降低电容效应和提高系统稳定性等,以及在应对不同故障情况下的措施,如单极闭锁故障和双极闭锁故障的处理。通过实际案例分析,展示特高压直流输电技术在确保电力系统稳定运行和促进可再生能源利用方面的实际效益。

±800 kV特高压直流输电控制保护系统研究

±800kV特高压直流输电工程是世界上电压等级最高、输送容量最大的直流输电工程,其控制保护系统与常规直流输电工程相比,具有功能复杂、通讯量大、站控设备多等特点,使其在控制保护系统的设计和实现上面临更多挑战。文章介绍了±800kV特高压直流输电控制保护系统构成,提出了特高压直流保护配置原则及系统的控制保护功能,以保证特高压直流输电工程的安全、稳定运行。

换流站在特高压直流系统中的关键技术研究

随着能源需求的增长和电力系统规模的扩大,特高压直流输电作为一种高效、可靠的输电方式受到广泛关注。而换流站作为特高压直流系统中的核心组成部分,其性能和可靠性对整个输电系统的运行至关重要。文章详细研究了特高压直流系统中换流站的关键技术,介绍了换流站的主要功能和工作原理,包括整流器和逆变器的结构及其在电力系统中的作用,分析换流变压器的设计和制造、智能控制与保护技术、选型和可靠性等关键技术问题。结合实际工程应用,提出了一些改进和优化方案,以提升换流站的性能和可靠性,为特高压直流输电系统的建设和运行提供技术支持与保障。研究成果对于推动特高压直流输电技术的发展,提高电力系统的安全稳定运行具有重要的理论和实践意义。

基于主客观最优组合赋权方法的特高压多馈入直流系统综合评价与优化研究

文章详细探讨了特高压直流输电系统的评价与优化方法,强调了在能源需求增长和结构转型背景下该系统的重要性。一方面,建立一套全面的评价指标体系,涵盖网损、静态安全、短路比等关键方面,并按照系统性、可量化性等原则精心选取和设计。另一方面,介绍基于主客观最优组合赋权的优选方法,该方法结合了G1法和熵权法,旨在提供一个科学且全面的评价框架,以支持更精准的系统评价和决策制定。通过构建评价矩阵和执行相对贴近度优选,不仅优化了多馈入直流系统的评价过程,还提升了决策的科学性和准确性。

特高压直流输电系统动态电压控制策略研究

为提高特高压直流输电(Ultra High Voltage Direct Current Transmission,UHVDC)系统的电压稳定性与整体运行效率,分析UHVDC系统概述与动态电压控制策略设计目的和原理,并深入研究现有电压控制方法,如比例-积分-微分(Proportion-Integral-Differential,PID)控制、模糊逻辑控制、人工智能控制策略等,设计一种基于深度学习的新型动态电压控制方法。通过实际测试证实,新型控制策略在提高电压稳定性与响应速度方面具有有效性,不仅能有效应对复杂电网环境下电压波动问题,还能在保证系统稳定的同时提高能效。

特高压直流换流站智能运维系统研究

文章针对特高压直流换流站智能运维系统展开研究,重点关注数据分析、故障诊断以及系统设计等关键技术。通过数据采集与监测技术实现对换流站运行状态的实时监测,结合数据分析与故障诊断技术进行智能预测和故障诊断,利用智能预测与优化调度技术进行运行优化。在系统设计与实现方面,提出相应的系统架构设计、数据处理与算法优化以及系统集成方法,为特高压直流换流站的智能化运维提供可靠的技术支持和理论参考。

屏蔽球对500 kV SF_(6)电流互感器内部电场分布影响研究

文章通过分析LVQHB-500W2型500 kV复合绝缘SF_(6)倒置式电流互感器故障现象、类型和原因,研究了屏蔽球对该型号电流互感器盆式绝缘子局部电场强度的影响,提出了改进措施和防范策略,为保证该型号及类似电气设备科学设计和安全运行提供借鉴。