±660kV中蒙直流工程送端孤岛运行方式最小功率启动研究

直流输电系统为快响应特性系统,且存在最小电流运行方式对应的最小输送功率,以保证直流系统正常换相不发生断流现象;火电机组有慢响应特性,达到额定功率需要较长时间,因此送端孤岛运行方式下直流解锁过程与火力发电厂机组特性要相互协调配合。对送端系统孤岛运行方式下±660kV中蒙直流系统最小启动容量的选择和影响因素以及解锁过程进行了分析,提出需要注意直流解锁过程中引发的自励磁现象,结论可为规划阶段送端电源组织方式和投产后系统运行方式的制定提供参考。

向家坝-上海±800kV特高压直流示范工程的低频谐振分析

仿真计算了向家坝—上海±800 kV特高压直流示范工程直流系统谐波阻抗特性,以及各种工况下系统中主要元件的电压和电流水平,指出该工程在50 Hz和100 Hz附近可能发生串联谐振。根据以往的直流工程经验和电工基本原理,提出在直流系统中配置并联滤波器或串联滤波器可有效抑制直流系统低频谐振,并对这2种方案的特点进行了分析比较,最终形成了抑制直流系统低频谐振的推荐方案。

特高压直流输电工程的谐波限制标准及滤波器的设计

在系统考察我国目前通信网络设备和线路抗干扰能力所能达到的技术水平和所执行标准的现状,总结以往有关电力线对通信的影响的研究成果、标准、设计规范和具体实施情况的基础上,通过理论计算、概率分析和模拟试验,提出了现在通信网能够承受的干扰限制水平,给出了适合当前通信网抗干扰水平的直流等效干扰电流限值。对向家坝—上海南汇特高压直流输电工程谐波限制标准进行了分析并提出了建议值,在此基础上提出了特高压直流滤波器的典型设计方案,结果表明该标准适用于工程建设并能节约占地和费用。

三广直流工程融冰运行方式仿真试验

三广直流工程的直流线路必须考虑合适的防冰对策。文章借助于实时数字仿真器与直流控制保护仿真系统模拟了三广直流工程的各种运行方式,提出了采用一极功率正送、另一极功率反送的融冰运行方式。该融冰运行方式不需要改动主接线方式,也无需修改直流控制保护系统的软硬件系统。仿真结果表明,该运行方式可在与交流系统交换有功功率较小的情况下达到融冰的效果,符合冬季调度方式的要求。

特高压直流工程二次系统成套设计方案及其特点

进行了特高压直流二次系统成套设计并提出了完整的方案,充分考虑了二次系统的整体结构、硬件分层、功能和性能要求、系统接口、软硬件平台等方面因素,该方案主机采用最新的Intel Core DUO处理器、由eTDM总线替代TDM总线和CAN总线、采用IN-TIME操作系统、直流保护采用三取二逻辑等。该方案已经应用于向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程。

向家坝—上海±800kV特高压直流工程中的关键技术方案

通过总结向家坝-上海±800kV特高压直流工程的咨询研究工作,阐述了该工程的技术方案,包括设计条件(特高压直流工程接入交流系统的条件、污秽条件和大件运输条件)、直流系统设计(电气主接线、额定值、动态响应、无功配置及可靠性可用率)、绝缘配合及外绝缘、换流站设计及主设备要求等关键技术问题的主要结论,为高压直流输电技术的发展和设备的研发及特高压直流工程的建设提供借鉴意见。

±800kV向家坝—上海直流工程换流站绝缘配合

±800kV向家坝—上海直流输电工程中换流站绝缘配合是直流特高压输电工程的关键技术之一。分析了换流站的避雷器保护配置方案、绝缘配合的原则和换流站过电压防护的策略,并计算了避雷器的参数与特性,分析了设备的过电压保护和绝缘水平,初步给出了换流站空气间隙的放电电压。这些绝缘配合的数据对换流站设备的选型和制造有指导意义。

±800kV向家坝—上海特高压直流输电工程谐波阻抗等值研究

谐波阻抗等值在很大程度上决定了换流站交流滤波器的配置方案,直接影响换流站的平面布置、占地、投资等技术经济指标。在完善发电机、变压器、滤波器、线路等电气元件阻抗频率模型的基础上,采用NIMSCAN阻抗频率扫描程序对向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程进行了谐波阻抗等值计算。对两端电网典型运行方式及开断方式进行了优化,等值中考虑的最严重运行方式为N-2方式,并对3、5、7次及高次特征谐波进行分区统计处理。采用详细的元件阻抗频率模型和分区统计可显著减小各次谐波阻抗、进而优化滤波器设计并简化滤波器配置方案。

东北—华北联网高岭背靠背直流工程动态性能研究

东北—华北联网高岭直流输电工程是目前世界上容量最大的背靠背工程。为了验证和评估直流系统的动态响应性能,专题开展了高岭直流输电工程的动态性能研究工作。文中以2008年冬季大负荷方式作为研究的基本方式,仿真分析了直流控制系统的小信号稳定性和暂态响应,以及交流系统和直流系统发生严重故障时控制系统的响应性能。结果表明高岭背靠背直流输电系统具有良好的动态特性。

±800kV直流接地极对交流电网的影响范围

±800kV特高压直流输电单极-大地回路方式运行时强大的入地电流将对接地极周边环境及交流电网造成很大影响。针对随着四川大规模交直流电网的建设,交流变电站和直流输电接地极选址的矛盾日益突出的问题,根据±500kV直流输电工程的运行经验,结合具体极址资料和假定交流电网模型,采用经典镜像法和数值积分法分析计算了接地极对周边交流电网的影响范围。计算结果表明:流入交流系统的电流值,不仅与变电站间的地理位置及直线距离有关,同时与交流电力系统的网络接线及其参数等因素有关;±800kV直流接地极当其额定工作电流为4000A时,在选址时应至少对其周边20km范围内进行影响评估,作为新建换流站或≥110kV电压等级交流变电站,最好在距离接地极60km以外选择。

溪洛渡和向家坝特高压直流输电换流站接地极型式的研究

分析了直线形、星形和圆环形3种常见水平接地极的特点,结合溪洛渡、向家坝直流换流站初选东阳和万寿极址的地形资料,对标准3圆环接地极的环径比例选择、各子圆环的埋深特性及采用该电极型式的可行性进行了分析研究。模拟计算表明:溪洛渡换流站接地极应优先考虑3圆环接地极型式,当其环径比例为0.7、布置型式采用同心非等深布置时,东阳极址在额定条件下可满足系统运行要求,且可获得较高的安全裕量;对于万寿极址,标准3圆环电极不能满足系统运行要求,如采用跑道式环形电极,则经济性很差,因此不宜作为换流站接地极址。

特高压直流换流站支柱绝缘子设计

特高压直流换流站的外绝缘设计是特高压直流输电工程的关键技术之一,直接影响工程的安全可靠运行,文章主要讨论特高压换流站支柱绝缘子的选型和设计。首先统计了我国±500 kV换流站外绝缘的运行情况,总结了±500 kV换流站加强外绝缘和防污闪的主要措施,并分析了室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber,RTV)和长效室温硫化硅橡胶涂料的性能特点。然后根据积污站测试结果对特高压换流站站址的污秽水平进行了预测,根据预测的污秽水平和实验室污耐压试验结果推导出其所需的爬电比距。最后,分析了不同型式支柱绝缘子的经济技术特点,以及国内外厂家的制造能力,推荐瓷涂RTV方案作为特高压直流换流站外绝缘的首选方案,并对瓷涂RTV绝缘子使用过程中的相关问题进行了探讨。

高压直流输电线路对通信明线影响的仿真研究

如何评价高压直流输电线路直流谐波对附近通信明线的影响,对确保通信线路正常、安全运行,以及直流输电工程的建设有着十分重要的意义。根据强电线路对弱电线路的耦合影响理论,高压直流输电线路对通信明线的影响分为危险影响和干扰影响两部分,本文介绍了高压直流输电线路对通信明线影响的原理及计算分类,以及目前国内主要的高压直流输电线路对通信明线影响的限值,并对不同参数变化下的静电感应电压和杂音电动势变化情况进行了仿真,得出了结论,为直流工程设计提供了一些参考。最后给出了具体模型进行了计算。

高压直流换流站换流阀电磁干扰的测量

针对目前缺乏国内换流站阀厅电磁骚扰特性的研究,高压换流站阀厅电磁屏蔽效能的设计缺乏依据的问题,采用环状天线、双锥天线、对数周期天线和ESCI无线电干扰接收机,在国内4个典型换流站实测了换流阀的电磁干扰。测量结果表明:在阀厅内距墙壁1m处150kHz～1GHz频段的电磁干扰水平最大值范围为102～105dB(基准1μV/m,下同);在9～150kHz的低频段换流阀厅内距墙壁1m处的电磁干扰最大值为140dB。测量分析指出,换流阀所发出的电磁干扰水平随频率的增高衰减很快,最主要的高幅值场强出现在低频段特别是<1MHz,频率>10MHz的电磁干扰水平基本<60dB,而且在频率>10MHz以后的干扰水平与换流阀停运后的背景噪声水平基本一致。换流阀所发出的电磁干扰水平与换流阀输送功率没有明显的相关性。

高压直流换流站阀厅屏蔽效能的研究

为了控制换流阀的电磁骚扰对站内设备和邻近通信系统的干扰,在研究直流换流站阀厅的屏蔽效能中实测已投运的高压直流换流站阀厅屏蔽效能,同时还计算了不同结构金属网和金属板的屏蔽效能以对比分析。研究结果表明:采用彩钢板和金属网后的屏蔽效能约50dB,但实际换流站运行中阀厅屏蔽作用会降低,大约只有20dB;实际的阀厅屏蔽效果低于计算结果,特别在有引出线的穿墙套管处,计算结果完全不适用;若阀厅仅按6面体铺设直径6mm,网孔面积50mm×50mm的镀锌焊接钢丝网屏蔽层,足以满足要求;如采用0.6mm厚镀铝锌压型钢板,每隔30cm用铆钉连接,两板重合部分宽度>5cm,计算的单层板在<10MHz时,其屏蔽效能>40dB,实际中采用双层板,屏蔽效果更好。

中俄背靠背换流站直流系统与静止无功补偿器的协调运行

为解决中俄联网背靠背换流站中国侧交流系统较弱的问题,在换流站中国侧安装了配合直流系统运行及提高交流系统暂态稳定性的静止无功补偿器(staticvarcompensator,SVC)。从抑制换流母线暂态电压波动、提高交流滤波器/电容器分组容量及提高换流站中国侧交直流系统稳定性的角度考虑,通过仿真确定了换流站装设SVC的容量。同时结合SVC的特性及直流系统的性能要求,分析了直流系统和SVC在不同运行方式下的运行特性,提出了SVC的控制目标及SVC配合直流系统运行的协调控制原则。

特高压直流输电系统可靠性和可用率研究

金沙江一期直流外送工程每个直流系统额定功率高达6400MW,具有主接线复杂、输电距离长、可靠性要求高的特点。在送端,向家坝和溪洛渡左、右岸3个换流站相互之间联系紧密,任何一个直流系统故障都将会对其他直流系统乃至整个送端电网产生影响。对于受端电网,特高压直流系统输送的6400MW是一个很大的受电功率,即使失去直流单极,也会对电网产生不小的冲击。对于特高压直流系统,可靠性是一个不容忽视的问题。根据我国现有直流输电系统的运行经验和故障次数、可靠性数据的统计结果,分析我国已投入运行的高压直流输电系统故障设备及故障次数占比,并结合特高压直流输电系统的主接线形式和技术特点,分析并提出了特高压直流输电系统合理的可靠性指标。

特高压直流单12脉动阀组的投退策略及其对交流系统无功冲击的影响

随着向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程的逐渐开展,研究了±800kV特高压直流系统单12脉动阀组的投退策略,并比较了采取2种不同的策略投退单12脉动阀组时对交流系统的无功冲击。EMTDC仿真分析结果证实了这2种策略均能完成单12脉动阀组的正常投退,但不同的策略对交流系统的无功冲击不同,单12脉动阀组投退过程中直流电流保持4000A不变的策略对交流系统的无功冲击较高,另外一种先降低电流指令、投退单12脉动阀组,再恢复电流指令的策略对交流系统的无功冲击较低。

交直流线路融冰技术研究

对交直流线路融冰技术进行了研究,论述了我国交直流输电线路冰害季节电网的受损情况,明确了临界融冰电流、融冰时间和最大融冰电流的计算方法。本着不增加投资或少增加投资和投资后经济效益最大化的原则,对交直流输电线路分别提出了基于静止无功补偿器的交流输电线路融冰方法和策略、常规直流输电线路和特高压直流输电线路的融冰方法和策略,并对上述方法和策略的具体实施步骤进行了详细地分析,指出今后还需对不同气象条件下的覆冰机理、融冰时防止融冰闪络的措施、绝缘子串及铁塔融冰措施等方面开展进一步研究。

特高压直流换流站外绝缘海拔修正方法的选择

在±800kV直流输电工程中,新的换流站将位于海拔1000m以上的地区,为保证上述设备可靠运行,需对设备的外绝缘水平进行海拔修正。文章介绍了国内外采用的海拔修正方法,详细比较了各种修正方法对设备绝缘水平的影响,重点分析了对海拔超过1000m地区的设备外绝缘耐受电压和污闪电压进行修正的方法,并通过比较分析给出了适于对特高压直流换流站设备外绝缘水平进行海拔修正的方法。