换流站换流阀及其换相失败浅析

换流阀是换流站的重要组成部分,其正常运行直接关系到直流输电系统的稳定。换相失败是直流系统运行中常见的故障,它一直是直流输电系统的一个重要研究课题,分析清楚换相失败产生的原因,与哪些因素有关以及各因素对换相失败的影响程度如何具有重要意义。本文从换流阀和换相过程介绍,查找换相失败发生的原因、过程及软件中的判据,结合换流站实际提出了日常运行过程中有效防止换相失败的方法。     

基于虚拟电容的直流输电系统连续换相失败抑制研究

为解决高压直流输电系统中连续换相失败对直流系统运行影响严重的问题,分析了直流输电系统换相失败产生的机理,引入虚拟电容的概念,以虚拟电容作为直流电压变化率检测的载体,反应故障期间及其恢复过程中的直流电压的动态特性,通过降低故障期间电流指令值及补偿直流电压来实现对直流输电系统连续换相失败的抑制作用。通过建立的直流输电系统电磁暂态模型验证了所提方法可有效抑制单相故障及三相故障情况下高压直流输电系统连续换相失败,加速故障后系统的恢复。     

直流输电系统中逆变器换相失败的因素分析

换相失败是直流输电系统常见的故障之一，其与许多因素有关.为此分析了直流输电系统中换流母线电压、直流电流、换相电抗、触发越前角、换流变压器变比等因素对换流站换相失败的影响，得到了直流输电系统换相失败的一般规律，对实际运行具有一定的借鉴意义.     

特高压直流系统逆变侧交流母线短路对换相失败的影响

换相失败是高压直流输电逆变系统最常见的故障之一,在换相失败机理的理论分析基础上,采用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立了对应的±800 kV双 12脉动特高压直流输电仿真系统.模拟了逆变侧交流母线在三相短路、单相接地短路时的特高压直流系统电磁暂态过程,分析了故障时交直流侧电压、触发延迟角、关断角等因素的变化对换相失败的具体影响.     

直流偏磁对换相失败的影响机理及定量分析方法

针对直流输电系统故障恢复过程中出现的异常换相失败现象,理论分析了换流变压器直流偏磁、换相电压波形畸变、异常换相失败三者之间的关系。以换相电压波形畸变为桥梁,提出了直流偏磁对换相失败影响的定量分析方法。根据采用某特高压直流输电系统实际工程参数建立的PSCAD/EMTDC仿真模型,应用所提方法分析了其故障恢复过程中异常换相失败,揭示了直流偏磁、电压畸变以及换相失败之间的内在联系并且量化了直流偏磁造成的换相电压谐波畸变对换相失败的影响,论证了方法的工程实用性。     

感应滤波技术对多馈入直流输电系统换相失败的影响

基于CIGRE标准模型建立了含感应滤波装备的新型多馈入直流输电系统仿真模型.结合多馈入有效短路比、多馈入交互因子和换相失败免疫因子的定义，对比分析了不同故障类型、不同故障时刻条件下的换相失败免疫因子变化规律；并对发生本地换相失败和并发换相失败条件下，交流系统强度如何影响多馈入直流输电系统抵御换相失败的能力进行了对比分析研究.结果表明：感应滤波技术具有降低多馈入直流输电系统的交互因子、提高换相失败免疫因子及增强多馈入直流输电抵御并发换相失败的能力.     

基于谐波及直流电流变化的换相失败预测

高压直流输电(high voltage direct current transmission,简称HVDC)系统中换相失败是最常见的故障.换相失败的预测与关断角的计算精度密切相关,谐波和直流电流的变化对关断角的计算精度有不可忽视的影响.分析直流变化和谐波对换相过程影响的机理,推导改进的关断角计算公式.提出基于改进关断角的预测换相失败的方法.通过不同次数谐波的对比实验,验证基于改进关断角预测方法的有效性.实验结果表明该文方法的准确率非常高.     

HVDC换相失败小波故障诊断方法

将小波变换应用于高压直流输电(HVDC)系统换相失败的故障诊断中,基于多尺度分析分别对不同故障情况下的直流电流进行分解,并利用尺度能量和尺度熵这两种小波处理方法提取故障特征,分别定义两个故障诊断指标作为辨识各种故障的判据,然后针对这两个指标分别设置4个阈值以诊断直流线路故障和换相失败故障.仿真表明,在不同的HVDC系统故障情况下,暂态信号小波尺度能量和尺度熵的分布都具有一定的规律性,可分别作为判断系统故障的有效依据,提出的判据能准确地对换相失败故障做出诊断.     

考虑恢复过程中换相能力的后续换相失败抑制策略

为抑制高压直流后续换相失败,研究系统恢复时电气量与控制量的动态响应,提出引起后续换相失败的主要原因是恢复过程中,故障后换流母线电压处于跌落状态,逆变侧实际触发角存在超调现象,直流电流持续上升,三者共同作用导致系统换相能力不足,无法完成换相过程中阀臂电感能量的转移.为此,提出一种考虑系统恢复过程换相能力的后续换相失败抑制...     

哈郑±800kV特高压直流输电换相失败的定量影响研究

在特高压直流输电系统中,产生谐波种类较多,研究相对复杂。本文采用谐波注入的方法定量进行研究,在PSCAD中建立了哈郑±800kV特高压直流输电的模型,进行仿真分析,进一步验证谐波对换相失败的的影响,同时本文对直流系统在直流偏磁的情况下,谐波对换相失败的影响以及定值计算。仿真结果表明,低次谐波和负序谐波影响换相过程较为严重,高次谐波和正序谐波对换相过程影响较小,谐波对基波电压时间换相面积的负面影响超过一定值,将发生换相失败。     

含H-HVDC的多馈入输电子系统运行特性研究

基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立含H-HVDC的多馈入高压直流输电子系统,研究传统多馈入高压直流输电子系统、含VSC-HVDC的多馈入输电子系统和含H-HVDC的多馈入输电子系统的暂态运行特性.仿真结果表明:与传统多馈入高压直流输电子系统和含VSC-HVDC的多馈入高压直流输电子系统相比,含H-HVDC的多馈入高压直流输电子系统在抵御换相失败、抑制暂态过电压、减少故障恢复时间等方面具有明显优势.     

高压直流输电建模研究

讨论了目前研究交、直流混合电网交直流系统相互作用时在直流建模上存在的模型过度简化及模型选用不恰当的问题;分析了稳定性研究中直流建模的一般方法,指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征,分析了3种模型的优缺点和适应性.从换相失败的基本机理出发,探讨了引起换相失败的各个因素与换相失败之间的关系.最后在Matlab的Simulink环境中,以一个典型的双桥12脉冲直流系统为例,对交、直流侧发生故障及清除过程进行仿真,得到了详细模型的动态响应曲线.     

降雨型滑坡诱发电网连锁故障风险评估模型研究

针对我国西部地区极端降雨型滑坡灾害诱发高压输电线路停运的现状,分析了极端降雨气象导致电力设施所处位置发生滑坡地质灾害的特点和影响线路故障率的途径。基于降雨历史数据与滑坡致灾机理,建立输电线路失效概率的混合模型;同时提出降雨气象诱发电网线路群发性故障集筛选原则,并根据效用理论和风险理论建立降雨型滑坡导致电网连锁故障的风险评估模型。最后,以我国西南某地质多发区域电网进行仿真分析,通过仿真结果比较分析,验证了所提方法的合理性。     

交直流混联系统对距离保护暂态超越的影响及解决措施

针对传统的距离保护应用于交直流混联系统,特别是当直流系统发生换相失败时存在暂态超越的问题,分析发现交直流混联系统直流侧发生换相失败时,故障暂态信号中含有大量衰减缓慢的低频分量、非周期分量及高频分量,这是引起距离保护暂态超越的根本原因.同时,给出一种先利用分布参数模型将保护安装处的电压、电流补偿至整定点,再采用R-L线路模型建立微分方程,识别出整定点与故障点之间距离的保护方案.动模数据仿真结果表明,该方案在特高压、长线路末端故障时能够有效地防止暂态超越,不受线路分布电容、低频分量以及非周期分量的影响,提高了长线距离保护的动作可靠性.