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。     

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.     

高压直流输电系统换相失败谐波分析研究

本文利用pscad分析了高压直流输电过程中发生换相失败后非特征谐波的变化以及谐波对保护算法影响,并提出了相关的解决措施来避免谐波的影响并探讨了不稳定谐波的控制措施,为今后直流输电工程的设计、调试和运行提供有用的参考和技术积累。     

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.     

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。     

考虑时空离散性的高压直流输电系统换相失败评估方法

直流输电系统换相失败的特性随交流故障合闸角和故障位置的不同而不同,目前只考虑换流母线电压幅值跌落的直流系统换相失败判别方法准确性不高． 文中研究了换相失败的时空离散性,分析了故障合闸角对换相失败的影响过程,指出最不利于换相的故障时刻,并且揭示了故障位置对换相失败的影响主要源于故障点与直流逆变母线之间电气距离和相位的差异． 基于对换相失败时空离散性的分析,提出了同时计及电压幅值与相位变化的熄弧角判据和以此为基础的换相失败评估方法． 以南方电网三节点 AC/DC 系统为背景,通过与 PSCAD/EMTDC、BPA 仿真结果的对比验证了该评估方法的有效性和实用性．     

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。     

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.     

基于多角度预测的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略

提出了一种基于多角度预测的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略. 结合定关断面积预测法和零序检测及αβ 转换预测法的优势综合得出关断角参考值γref, 利用关断角参考值γref和关断角设定值γset的差值获得无功补偿量, 附加至电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)的外环无功控制环节, 调节其故障后发出的无功功率, 提升电网换相换流器高压直流输电(LCC-HVDC)抵御换相失败的能力. 该方法不依赖于对LCC-HVDC关断角的实时测量, 在实际工程中更易实现. 采用PSCAD/EMTDC 进行了算例仿真分析, 仿真结果证明了该控制策略的有效性.     

基于阀侧交流最大电流时序特征的换相失败检测

换相失败是高压直流输电系统运行中的常见事件,体现了换流器的脆弱性。由于现有检测换相失败的判别方法容易受故障因素、控制调节等影响,导致检测方法存在灵敏性不足的问题。准确、可靠地检测换相失败对系统的控制与保护极其重要。基于此,本研究从阀导通状态入手,提出一种基于阀侧交流最大电流时序特征的换相失败检测方案。利用端口交流电流的单边极性电流与三相交流电流最大值一半的比值构造交流最大电流特征量。为减少运行工况的影响,以换相两阀电流的交点为分界点,利用交流最大电流特征量幅值的一半构造阀虚拟导通状态;对其在周期时间内进行积分求取累积宽度,判别阀虚拟导通状态是否异常;根据换相过程中前导换虚拟导通状态超长和后导换阀虚拟导通状态缩短的互锁关系判别换相失败。通过对功率扰动和故障暂态以及采样步长的分析,推导判别换相失败的阈值,推荐阈值为1.3 ms。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真和录波数据再现的仿真结果,验证了所提换相失败检测方案的有效性。与电流差动判据相比,在不同的故障条件的仿真结果表明,所提换相失败检测方案受交直流系统工况、故障发生时刻、故障严重程度等因素的影响较小,具有较强的鲁棒性。所提方案可定位换相失败的阀,为控制系统的调节提供更多的时间裕度。     

云广直流孤岛和联网方式下逆变侧换相失败对整流侧影响的对比

针对楚雄换流站在孤岛方式下相比联网方式较为薄弱,发生交、直流系统故障将对站内设备产生较大冲击的问题,分别根据孤岛和联网方式下两次逆变站换相失败的波形对比,分析两种方式下逆变站换相失败对整流站的影响有何不同之处．进而得出孤岛方式下系统运行维护的侧重点。     

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Bang-bang控制的无刷直流电机换相转矩波动抑制策略

基于Bang-bang控制提出了一种无刷直流电机换相转矩波动抑制策略.将电机运行过程分为12个工作区间,分析换相区间相电流变化过程,通过引入转矩控制指标,采用Bangbang控制对关断相进行合理地再导通控制,实现换相电压补偿,从而减小换相转矩波动;并在双闭环调速系统下验证了方法有效性,Matlab/Simulink仿真结果表明,该方法能够将转矩跟随误差控制在1%以内,有效降低了换相转矩波动.     

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.     

考虑后续回击的500 kV单回交流线路耐雷水平研究

雷电严重威胁着电力系统的安全稳定运行,随着电力系统的不断发展,传统的线路防雷评估技术已无法满足目前线路的雷击风险评估需求.基于此,本文利用变异系数法对华中区域十条500 kV省间联络线重要输电通道10 km范围内近年来的落雷数据进行分析,发现后续回击会对线路的雷击跳闸率产生较大影响,同时多起线路实际雷击跳闸故障与后续回击相关.据此,本文在传统绝缘子串闪络模型的基础上,提出了考虑后续回击的绝缘子串闪络判据模型,分析考虑后续回击的500 kV重要输电通道的线路耐雷水平.研究结果表明：后续回击会使500 kV输电线路的耐雷水平降低,降低程度与工频电压周期有关,且后续回击对反击耐雷水平的影响程度与绕击耐雷水平相比更为显著.本文的研究结论可以辅助提升高压输电线路的雷击风险评估准确度,为高压输电线路防雷预警提供帮助.     

喀斯特峡谷区植被恢复过程中土壤酶活性的变化

以典型喀斯特地区退耕地、草地、灌木和乔木群落为对象,研究了退化森林不同恢复阶段及退耕地土壤酶活性的变化规律。结果表明:从草地恢复到灌木群落时,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加;从灌木群落恢复到乔木群落时,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶略有增加,蔗糖酶略有下降,但差异不显著。表层(0～10 cm)土壤酶活显著比表下层(10～20 cm)土壤酶活性大。土壤各种酶活性间显著相关,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶与有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效钾含量之间极显著正相关。表明在植被恢复的初期,植被类型对土壤酶活性影响显著,当植被恢复到一定程度,植被类型的影响不再明显。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物生物量碳的变化

土壤微生物生物量是表征退化喀斯特植被恢复过程中土壤质量的重要特征之一。笔者以贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内土壤为研究对象,分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际和非根际土壤微生物生物量碳的变化特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤中的微生物生物量碳存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物生物量碳明显上升,从大到小表现为乔木群落阶段、灌木群落阶段、草本群落阶段、裸地阶段,反映出土壤质量在逐渐恢复;土壤微生物生物量碳的变化特征在不同生境间从大到小主要表现为裸地和草本群落阶段为石沟、土面、石槽,灌木群落阶段和乔林阶段为石槽、土面、石沟;土壤剖面上均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,根际和根外变化明显,表现为根际高于非根际。     

厌氧氨氧化工艺的基质抑制及其恢复策略

氨和亚硝酸盐是厌氧氨氧化菌的基质,但同时也是毒性物质.通过提升UASB反应器的进水基质浓度研究了两种基质的抑制特性,针对其抑制特性,研究了不同的恢复策略及其恢复性能.结果表明,亚硝酸盐的毒性显著强于氨,当亚硝酸盐抑制相对较轻时(出水亚硝酸盐浓度低于抑制常数K_(IH,NO_2~--N):632mg/L),通过降低进水基质浓度,反应器的脱氮性能可快速恢复(恢复时间为15d,恢复程度为100%);当亚硝酸盐抑制相对较重时(出水亚硝酸盐浓度高于632mg/L),采用慢速恢复策略,有效恢复时间为39d,恢复程度仅为89%.当游离氨浓度达83—130mgN/L时也可抑制反应器的脱氮功能,及时调低反应液pH值6.8—7.0可有效解除游离氨抑制,反应器的脱氮性能可较快并完全恢复(恢复时间1d,恢复程度100%).     

多馈入直流系统受端故障的协调渐进恢复策略

多馈入直流系统在交流故障后可能发生后续换相失败、无功功率需求过大及直流有功功率恢复缓慢等问题,严重时甚至会影响系统稳定性． 文中分析了单回直流电压功率的恢复特性,并进一步分析了多馈入直流电压功率的恢复特性,基于多馈入有效短路比、多馈入相互作用因子及直流功率输送容量的相互联系,提出了多馈入直流系统渐进错峰有序电压功率恢复指标,并依据此指标的大小制定了各回直流先后错峰恢复的策略． 提出在直流控制系统的低压限流单元设置一阶延时取小环节,并通过控制时间常数实现了此恢复策略; 然后利用各回直流系统的动态无功功率峰值大小、有功功率恢复至额定值90%时所需的时间、多馈入直流系统整体动态无功功率需求,量化评估了多馈入直流恢复性能． 最后在PSCAD/EMTDC 上搭建受端七馈入直流模型,验证了多馈入直流协调渐进错峰恢复策略的有效性．