储能电站级联式PCS故障类型解析及智能溯源

储能电站能有效解决清洁能源的不稳定性和不可预测性。随着电化学储能电站的推广应用,其工程应用技术已完善,但在调试自动化和智能运检等高级应用方面还有较大的研究空间。此处针对级联H桥功率转换系统(PCS)核心部件的不同技术特性,将PCS的故障按发生对象进行组别分类,提取并解析各类故障暂态过程中的告警、保护信息,以及具体的暂态故障录波数据特征,多维度、全环节穷举出各类故障可能的起因,通过构建典型故障类型数据库实现PCS的故障智能溯源。

特高压分级式可控高抗的集约化设计与应用

特高压分级式可控高抗(HCSR)解决了固定高抗在限制过电压和无功补偿方面无法兼顾的矛盾,其系统调控的灵活性高,为特高压交流电网的安全、稳定运行提供了保障。HCSR各个分设备不仅具有特高压设备重量重、体积大、结构复杂等特点,分设备之间的集成设计、绝缘配合均会导致建设用地需求大幅增加,这与国家严控建设用地增量的政策存在偏差。为此,本文充分考虑户外环境因素的影响,合理利用立体化空间设计理念,创新性提出了取能电抗器区域转接母线垂直设计,以及成套装置局部GIS设计的集约化设计方案。在合理控制设备和工程建设成本的前提下,优化解决了其粗放型使用建设用地的问题。采用集约化设计后,HCSR占地可节约25%左右,效果显著。

基于两阶段优化的分布式潮流控制器配置方法

分布式潮流控制器(DPFC)作为一种布点灵活、易扩展的分布式柔性交流输电系统(FACTS)设备,可有效改善潮流分布、提升系统承载能力。然而DPFC的潮流控制效果在极大程度上依赖于其配置方案。为此,基于混合整数线性规划方法构建了电网承载能力和DPFC配置最优的两阶段优化数学模型:第1阶段模型考虑电网约束及DPFC物理和运行特性约束,实现系统承载能力的最大化;第2阶段模型将系统最大承载能力作为运行条件,通过优化DPFC的投资费用,确定DPFC安装位置及容量的最优配置信息。IEEE-RTS79及某地区实际电网中的算例结果表明了所提方法的有效性和合理性。

国产500 kV串补跨洲际大修方案的制定与实施

2016年5月18日,国家电网公司首个海外大型绿地输电特许权项目—巴西特里斯皮尔斯输电项目顺利投运。项目中在500 kV Paranaita变电站和500 kV RioVerde变电站投运的5套500 kV串联电容器补偿成套装置是我国迄今为止已投入商业运营、加装装置套数最多、工程量最大、累计容量最大的海外串联电容器补偿工程。经过首个设备大修周期的稳定运行后,2019年中、巴双方紧密合作分批次对这5套串补装置按计划开展了跨洲际协同大修工作。本次计划性大修针对装置技术特点、历年运维检修记录制订了严格的大修方案,最终按计划完成全部大修工作,检验了全部设备的关键性能,消除了串补装置的运行隐患,为下一个大检周期的安全稳定运行奠定了基础。

750 kV串补关键设备状态自评估系统研究

由于串补成套装置分设备较多,设备性能特殊,故而造成了检修工作量大,耗时长,效率低等问题。为了解决这些问题,本文结合我国首套750 kV日月山—海西—柴达木输电线路串补工程的特点,提出了一种750 kV串补关键设备状态自评估系统设计方案,通过计算分析串补日常的运维检修数据给出电容器组、金属氧化物限压器、火花间隙、阻尼装置等关键设备的状态评估结论。从而可依据此状态评估系统制定出更精准、更高效的检修工作计划。该方案对实现串补检修工作的精细化控制、降本增效有极大的参考价值。

超高压串补测量系统接触类故障深入性研究

在继电保护领域中,测量系统电气二次回路接触类问题是导致设备故障的一个主要因素,面对这类问题电力系统一线检修工作者大多通过表象和经验推断出结论,然后进行回路排查,直至问题解决。这种工作模式虽然也可以解决实际问题,但缺乏对回路接触不良问题具体的现象归纳、原因分析、试验验证以及故障排查效果的后继跟踪,只能做到一事一议。结合国内某超高压串补平台上测量系统一个接触类故障处理的全过程,深入分析和研究非典型接触性故障的根源。通过对非典型接触类故障处理全过程的分析和总结,有助于提高串补整体的运维检修技术。将该研究成果推广应用到电力系统继电保护领域运维检修工作中,可以直接提高运维检修工作效率,乃至区域电网的安全稳定运行水平。

新型高压TSC阀基电子系统关键技术及应用

本文着重介绍高压TSC的阀基电子系统。根据TSC的工作原理以及晶闸管阀体串联结构,分析了高压TSC阀基电子系统的功能和工作特点,提出一种基于光电触发方法的TSC阀基电子系统;同时本文对阀基电子系统的工作机制和晶闸管控制单元的关键电路进行了讨论,并通过TSC阀基电子系统10 kV运行试验,证明此系统有效克服了电磁方式的阀基电子系统的缺点,能够满足TSC在电网中安全、可靠的运行要求。

强制触发型火花间隙现场试验方法研究

GAP(强制触发型火花间隙)是超、特高压串联补偿电容器组重要的过电压保护设备,统计数据表明,GAP是串补成套装置中故障率较高的薄弱环节,亟需研究并提出满足检修需要、精准而明确的现场试验方法。通过将传统检修中的密闭间隙自放电电压测量和触发功能试验合并,进一步优化成GAP触发放电联调试验,在确保现场试验可操作性的前提下,扩大了试验的检测范围,减小了对串补原有设备和接线的影响范围,全面提高了GAP检修工作的精准度和效率。通过实际工程应用验证了在串补检修工作中采用GAP触发放电联调试验的合理性和有效性。

串补间隙触发控制系统故障分析

强制触发型火花间隙是超、特高压串联补偿电容器组重要的过电压保护设备,间隙触发控制系统则是用于实现对主间隙进行强制性触发控制的电气设备。检修记录显示间隙触发控制系统已成为串补成套装置中故障率较高的薄弱环节,而且多数故障是由间隙触发控制箱(GTCB)内的触发控制模块和电源模块引起。本文结合串补间隙触发系统的基本设计思路,提出了此类故障的排查方法。然后进一步结合工程检修实例详细分析了导致这些故障的根本原因,提出了预防故障发生的优化和改进方法。该研究成果全面提高了我国串补的运维检修技术,部分研究成果还可推广应用于超特高压交直流输电领域在线监测等需要从高电位获取电能的CT取能类电源应用场合。

基于FPGA的链式STATCOM阀控系统设计

阀控系统是链式STATCOM控制保护系统和换流链之间的重要接口环节,其核心装置为阀控装置,主要负责控制调节策略中链节直流电压均衡控制功能、功率模块的触发和监测工作,其可靠性对链式STATCOM的长期稳定运行至关重要。本文设计一种应用于链式STATCOM的阀控装置,该装置以FPGA为核心控制,充分利用其强大的并行处理能力及内部RAM资源等,实现了多达70对串行收发通信,采用PWM指令与控制命令统一编码方式,提高了通信通道带宽,满足功率控制的实时性要求。该装置满足35 k V电压等级及以上的大容量STATCOM对阀控系统的应用需求。

一种基于FPGA的LCD显示方案设计

LCD显示模块为电力系统控制保护装置及其他工业控制装置提供了友好的人机接口,目前主要通过配置独立显示系统实现。本文在电力系统控制保护装置的CPU通信管理插件的POWERPC+FPGA硬件架构上,提出了一种LCD集成显示方案。POWERPC通过基于Qt开发的显示模块应用程序,将显示数据通过LINUX系统LCD驱动的Framebuffer设备快速传输给FPGA,而FPGA则实现显存数据存储及LCD控制器功能,LCD接口电路由接插件直接与LCD屏连接。该方案取消了独立显示系统,测试结果表明不同网络压力下,CPU的负荷率不高于30%,LCD显示界面清晰,界面切换流畅,插件同时满足了通信和显示的要求,实现了装置LCD显示在CPU插件的集成。

新型H桥级联型风机并网检测装置研制

在调研风电机组并网检测相关需求的基础上,提出一种能够兼顾低电压穿越(LVRT)和电能质量指标扰动穿越能力检测的实验设备。该装置采用H桥级联型多电平变流器结构,配合载波移相脉宽调制(CPS-PWM)策略和直接矢量控制模式,实现了电压跌落、谐波、电压波动、不平衡等多种扰动电压输出,从而为风电机组并网测试创造条件。在Matlab/Simulink仿真分析的基础上,研制了可移动式35kV/4MVA风电机组并网检测装置,仿真分析和实际装置的现场实验结果验证了装置主电路和控制策略的正确性。除了风电机组并网检测外,该装置还可应用于光伏电站并网检测、静止无功发生器(SVG)出厂性能检测,应用前景广阔,极具推广价值。

火电厂异步电机启动电压降落抑制

火电厂大功率异步电机采用全压启动时,启动电流较大,造成电压降落,影响火电厂辅助设备正常运行。为解决高压异步电机启动电压降落的问题,文章采用实时动态调压器,并通过MATLAB建立仿真模型,仿真结果证明此方法能有效抑制高压电机引起的母线电压跌落。

SD卡启动的PowerPC NOR Flash自动烧写方法

提出了一种基于SD卡启动方式的PowerPC NOR Flash自动烧写的方法,该方法通过SD卡启动,读取存储在SD卡中的NORFlash烧写镜像,实现将烧写镜像自动烧写到Flash芯片中。该方法省去了以往嵌入式PowerPC Flash芯片首次烧写uboot必需的专用烧写器。实际工程应用及测试结果表明,该方法运行稳定可靠,可大幅度提高生产烧写效率,具有较高的工程应用价值。

相继性复杂故障时串补保护动作及其暂态分析

针对国内外投运10多年的串补装置已连续发生几起故障,结合实际故障时的暂态故障波形图和顺序事件报告,分析该复杂故障工况下多种串补保护先后动作时繁杂的保护动作情况及暂态过程。

特高压分级式可控并联电抗器工程应用技术

2020年底投运的张北特高压站汇集的5 000 MW电力均为新能源。从新能源出力的不确定性角度来看,张北—北京西线路潮流将在0~5 000 MW之间变化。针对该不确定性,首次应用了特高压分级式可控并联电抗器(controllable shunt reactor,CSR)成套装置,解决了特高压输电系统中无功补偿和限制过电压对并联电抗器不同需求之间的矛盾,降低了无功损耗,提高了系统调控灵活性,为张北地区新能源外送创造有利条件。示范应用中在工程选点、集成设计、设备研制等方面均有创新。如可结合新能源外送特高压通道上电压波动频繁且幅度较大等问题开展工程选点;特高压CSR本体、晶闸管阀等设备的集约化设计思路提高了产品经济性。通过分析系统试验阶段以及设备投运一年来的数据,提出了特高压分级式CSR工程应用技术的优化方向。