直流换流站出口L-C型辅助防雷滤波装置

为降低直流输电线路遭受雷击后在换流站设备上产生的过电压,对高频谐波进行抑制,提出在±500 kV换流站出口处加装一组L-C型辅助防雷滤波装置.首先,分析了L-C型辅助防雷滤波装置的结构原理和防雷保护特性,并对其进行参数选取.其次,研究了直流侧进线段和换流站各设备的建模方法,在PSCAD/EMTDC中搭建±500 kV换流站直流侧雷电过电压模型进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性.最后,针对算例分析了雷击故障和换流站直流母线短路这两种情况,提出应该对L-C型辅助防雷滤波装置采用一定的保护措施,以确保其安全.     

基于模块化多电平换流器的直流系统故障电流分析及故障穿越测试

半桥型模块化多电平转换器(half-bridge modular multilevel converter,HBMMC)具有阻止直流链路中的短路的能力,而全桥型模块化多电平转换器(full-bridge modular multilevel converter,FBMMC)可以产生双极性电压从而阻止直流链路中的短路电流快速清除直流侧故障,是实现直流故障穿越的理想拓扑。研究极间短路故障的特征及其数学模型,提出计算故障电流的改进分析法。基于临界故障电阻分析,研究模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的传输系统的直流短路穿越的能力。分别模拟两种运行模式:第一种运行模式中MMC可以用无功功率支持交流电网,但不会传输有功功率;第二种运行模式中MMC可以在故障期间传输有功功率。在PSCAD/EMTDC软件中构建FBMMC-HVDC仿真模型,验证所提概念的可行性。     

应用于直流电网的直流断路器参数选取研究

混合式高压直流断路器所能承受的电流水平不仅反映了整个网络向故障点的馈能情况,同时也是其内部各开关器件承受能力的外在体现。直流电网的稳态潮流分布及故障时的电流变化情况则是高压直流断路器载流支路及主断路器支路参数选取的重要依据。本文以直流电网潮流分布为基础,考虑了直流电网可能存在的多种运行方式,分析了高压直流断路器承受的稳态电流水平,进而为其载流支路参数选取提供参考。同时,在基于半桥子模块结构的换流器故障机理分析的基础上,进一步研究了直流电网线路发生故障时的网络电流、换流器出口电流及换流器桥臂电流的变化情况,为高压直流断路器所需开断故障电流水平提供理论依据,并为高压直流断路器的主断路器支路参数及限流电感参数整定及其与换流站闭锁保护相互配合提供一定的参考。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的四端环网模型上验证了所提方法的正确性。     

一种模块化多电平的改进最近电平调制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其模块化设计易于扩展、开关频率低等特点,在中高压大功率系统中得到越来越多的应用;而最近电平调制(nearest level modulation,NLM)作为一种实时阶梯波调制方式,常用于上百个电平数的场合。首先对MMC的基本结构和最近电平调制的运行机理进行分析,推导出该调制策略所存在的固有缺陷;在此基础上,提出了改进的最近电平调制策略。通过引入调制波与阶梯波间偏差,有效避免了在电平数较低情况下电容电压波动、环流等问题。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了MMC仿真模型,对改进前后的最近电平调制策略进行了比较分析。仿真结果表明该改进调制策略可以提高系统的稳态运行特性,对子模块电容电压波动和环流产生抑制作用。     

兼顾超低频振荡抑制和调频性能的自动发电控制参数优化

直流异步联网工程投运后,高水电占比送端电网已多次出现由于自动发电控制(Automatic Generation Control, AGC)环节不稳定导致的频率振荡现象。针对该问题,本文提出了兼顾AGC模式超低频振荡抑制和调频性能的AGC控制参数优化方法。首先建立了高水电占比送端电网的负荷频率控制模型,并基于该模型分析了AGC控制参数与系统频率稳定之间的相互影响关系。在此基础上,定义特征阻尼系数(Characteristic Damping Index, CDI)作为AGC环节阻尼性能指标,建立综合优化目标函数,并采用粒子群优化算法进行求解。最后,对优化结果进行了仿真验证,仿真结果表明,采用本文方法能够在保证AGC调频性能的同时有效提高AGC控制系统的阻尼水平,抑制AGC模式超低频振荡。     

基于虚拟同步发电机控制策略的多端柔性直流系统自适应下垂控制

基于电压源型多端柔性直流输电系统采用dq双环控制,无法为系统提供惯性.提出了一种虚拟同步发电机技术的自适应下垂控制策略,该策略不需要站间通信,根据交流系统的频率变化情况,生成自适应下垂系数,分配多端柔性直流系统换流站的功率,使交流网络参与多端换流站不平衡功率的分配.该策略提升了交流网络的惯性水平,减小扰动发生时交流网络频率变化率,使功率分配更加合理.在PSCAD/EMTDC仿真平台进行所提策略的有效性验证,表明所提策略可以减小整个系统的频率变化情况.     

利用二进小波消除电动机故障信号白噪声

通过对信号奇异点在二进小波变换下特性的研究,阐明了白噪声的性态与电动机故障信号的奇异性态在二进小波变换下的截然不同的性质,总结出简明的判据并据此提出了一种消除电动机故障信号中的白噪声的实用算法。     

嵌入制热材料的自制热导线防冰

为了解决现有高压输电线路防冰技术的不足,提出了一种能实现防冰功能的自制热导线设计方法,简要介绍了其防冰的原理.根据传热学分析了导线传热机理,并对覆冰环境进行热平衡分析,建立了导线温度场方程,提出了自制热导线临界防冰电压计算式.应用有限元分析软件对自制热导线进行热学稳态仿真,结果验证了导线温度场方程和临界防冰电压计算式的正确性.研究了环境对导线钢芯温度、临界防冰电压和等效对流换热系数的影响规律.结果表明:风速和环境温度是影响导线钢芯温度、临界防冰电压和等效对流换热系数的主要因素.     

弱受端直流换相失败预防控制改进策略

高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电系统作为中国能源远距离传输的重要载体,其稳定运行对电网具有重要意义,一旦发生换相失败,将对电网暂态稳定产生恶劣影响。为解决现有换相失败预防控制(commutation failure prevention, CFPREV)在某些故障情况下启动不及时的问题,通过引入换相电流时间面积判据,提出了一种启动更加迅速的换相失败预防控制改进策略,以中国某省实际电网为研究对象,在电力系统全数字实时仿真系统(advanced digital power system simulator, ADPSS)中建立其混合仿真模型。仿真结果表明,所提改进措施使得电网内高压直流输电系统具有更强的换相失败抑制能力及故障恢复能力。