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.     

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...     

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.     

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.     

国内科技期刊亮点

受端系统负荷对高压直流输电的影响当直流输电容量大,且系统的地区负荷在峰值附近时,高压直流输电的受端电力系统会产生换相失败,或产生直流的后续振荡。两名学者对上述现象进行了详细调查与分析,从气候、地磁、控制系统多方面进行研究,最后认为系统负荷过大是导致逆变不稳的原因。     

以MMC接口互联的交直流混合微电网协同预充电控制

研究了交直流混合型微电网中MMC的启动预充电控制策略,讨论了联网以及孤岛运行模式下子模块电容电压的建立过程.联网运行模式下采用交流子网充电;孤岛运行模式下,根据黑启动电源的分布情况以及储能单元的荷电状态来选择预充电方式.通过MATLAB/Simulink仿真对不同运行工况的预充电策略加以验证,结果表明该预充电控制策略保证了系统不同运行方式下电容电压的稳定,实时性较好,充电速度较快.     

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。     

直流偏磁增大换相失败风险的机理分析及仿真

对直流偏磁、电压畸变导致过零点漂移以及与换相失败的关系进行了分析,指出直流偏磁场景下换流变压器的励磁电流将发生畸变,使得变压器励磁电抗工作在非线性区域,不仅可能引起交流母线电压的畸变以及换相线电压过零点漂移,甚至可能增大换相失败的风险.基于所建立的中国南方电网交直流混联输电系统PSCAD/EMTDC仿真模型,对特高压直流输电双极平衡和大地-单极运行工况下同一故障场景的换相失败风险进行了仿真分析和对比,结果验证了理论分析的正确性.     

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。     

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.     

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。     

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.     

哈郑±800 kV特高压直流输电换相失败影响的定量研究

在特高压直流(UHVDC)输电系统中,产生谐波种类较多,研究相对复杂。采用谐波注入的方法定量进行研究,在PSCAD中建立了哈郑±800 k V UHVDC输电的模型,进行仿真分析,进一步验证谐波对换相失败的影响;同时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。     

电压型逆变器新型触发方式的研究

对电压型逆变器在换相过程中出现的贯穿短路现象进行了分析与研究，利用ＭＣＳ－９６系列中的８０９８单片机开发系统，进行电路换相失败的预测．文中利用单片机已有资源，设计出了可靠性高、体积小、造价低的门控电路，简单易行的检测电路使得该系统的应用更为方便，文中所提出的逆变器新型触发方式在超大功率逆变器中有较好的应用前景。     

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.     

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。     

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MMC的逆变器的仿真

基于模块化多电平逆变器在进行逆变时,无需外加的换相电压,具备自换相能力,可以工作在无源逆变方式,使利用直流输电为孤立负荷送电成为可能.在介绍MMC拓扑结构和换流工作原理的同时,分析了基于MMC逆变器的控制策略中的电容电压平衡控制策略和NLM调制算法,并采用上述的控制策略利用PSCAD搭建9电平逆变器模型.通过分析子模块电容电压波动百分比和逆变产生的相电压谐波总畸变率验证搭建MMC模型的合理性.     

连续铸钢用低频电磁搅拌电源的研究

作者研究了用电压源线路实现供连铸搅钢用的二相逆变器装置,并采用在直流侧提供换相电流使逆变桥晶闸管换相. 本文除介绍新方案原理及其控制逻辑(控制技术利用PWM的脉宽调制)要求外并提供电感性负载下的试验结果.最后指出应用本文的线路原理试制大容量二相逆变器时的有关注意问题.     

高压直流输电系统逆变站对次同步振荡的影响及鲁棒控制设计

基于复转矩系数法与特征根法,对交直流(AC/DC)并联系统的次同步振荡(SSO)阻尼特性进行了分析.结果表明,逆变侧交流系统的强度以及逆变站控制方式对SSO阻尼有显著的影响.运用H∞鲁棒控制理论设计了直流附加次同步阻尼控制器(SSDC),把逆变侧交流短路阻抗变化、逆变站控制方式的改变以及系统运行条件变化所引起的系统模型幅频特性的差异,看作系统模型的不确定性,把控制器的设计归结为H∞鲁棒控制理论中混合灵敏度问题的求解.特征根分析与仿真表明,SSDC具有良好的鲁棒性.