输送风电的特高压直流频率调制和无功控制策略研究

对于输送大规模风电的特高压直流,目前实际运行中主要通过调度部门对直流输送功率进行干预和调整,且一定时间内大范围调整直流功率会引起交流滤波器频繁投切,大大降低设备使用寿命。本文提出了通过直流系统的频率控制器利用换流站本地信息对直流功率进行自动调制,并提出了频率控制器关键参数的选取原则和方法;研究了直流系统无功控制设置为定交流电压的U控模式并提出了电压死区和电压参考值选取方法,能够在直流针对风电功率波动的调制过程中大大减少交流滤波器投切次数,同时避免交流电压大范围波动。通过与实际工程极控系统一致的仿真模型进行验证,仿真结果表明:所提出的适应性控制策略可行、有效,能在直流系统跟随风电功率波动自动调制直流功率的同时,完成对系统频率和电压的控制。     

风火打捆直流外送系统的直流系统无功补偿装置协调控制策略及配置方案

在风火打捆经直流外送系统中,风电功率波动将加重送端系统调峰调频压力,当直流系统采用变功率定电压输电控制策略时,可将送端调峰调频压力通过直流系统转移到网架结构较强、有充分调峰调频能力的受端地区,但同时将增加电容器等常规无功补偿装置的投切次数。为减少直流跟随风电波动时常规无功补偿装置的投切次数,提出了使用SVC替代常规无功补偿装置的方案,并提出相应的SVC和常规无功补偿装置的协调控制策略以及无功补偿装置容量优化配置方案。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提SVC和常规无功补偿装置的协调控制策略可在不改变直流输电系统常规无功补偿装置基本控制策略的前提下,有效减少此过程中常规无功补偿装置的投切次数。同时容量优化配置结果表明,所提无功补偿装置容量优化配置方案可在满足换流母线电压约束和常规无功补偿装置投切次数约束的前提下,对SVC和常规无功补偿装置容量进行合理的优化配置,使SVC和常规无功补偿装置的总投资最小。     

特高压直流工程无功平衡和补偿策略

换流站无功补偿是特高压直流输电系统设计的重要组成部分,而特高压换流站和交流系统无功平衡与补偿策略对计算特高压换流站无功平衡和无功补偿总容量非常重要,因此根据特高压换流站无功消耗的特点,结合送端金沙江区域交流系统的不同运行方式,采用BPA3.0程序计算后得出送端金沙江区域交流系统无功提供总能力为2 400 MVA,无功吸收总能力为200 MVA;3个换流站无功补偿推荐采用独立平衡策略;无功大组容量限值为1 000 MVA。主要研究结论已用于特高压直流输电系统的成套设计工作。     

酒湖工程无功控制功能浅析及优化建议

主要分析了酒湖工程韶山换流站无功控制功能、程序实现和投切策略,并结合实际运行经验,对当前无功控制程序提出了改进建议。通过优化程序设计,降低因送端配套电源建设滞后或受端负荷消纳受限导致直流系统投运后长期小功率运行情况下的事故风险,提高直流系统运行安全性,也为后续直流工程无功控制程序设计和现场运维工作提供借鉴。     

金沙江中游直流送端换流站无功配置研究

对送端换流站近区无功配置、换流站所需无功、交流系统无功提供能力、无功补偿分组容量进行了研究,针对无功补偿装置投切引起的换流母线电压波动提出了解决方案,为解决国内高压直流工程中类似问题提供了参考。     

直流换流站无功设备投切过程仿真研究

确定合理的换流站无功平衡和投切策略是直流输电系统安全稳定运行的基础。阐述了交直流系统的无功功率需求和无功补偿设备容量的确定。在PSS/E软件中建立CDC6直流准稳态模型,利用其自定义分析功能,分别从直流系统的启动和停运两个方面来模拟含有感性无功补偿设备的换流站无功投切策略。启动过程遵循“先切感性无功,再投容性无功”的投切原则,停运过程遵循“先切容性无功,再投感性无功”的投切原则。最后通过仿真算例,换流站与交流系统的无功交换量始终处于限定的范围内,验证了该方法的有效性。     

特高压直流输电换流站SVC与滤波器投切协调控制仿真分析

在弱交流系统中,换流站滤波器投切将引起较大的电压变化,影响直流系统的正常运行。基于云广特高压输电系统,采用PSCAD/EMTDC软件,搭建了特高压直流输电系统模型及站内静止无功补偿器模型,仿真分析了换流站在弱交流系统中,滤波器组投切对换流母线电压的影响,同时对静止无功补偿器的定电压控制方式和协调控制方式进行仿真对比。仿真结果表明,SVC与换流站滤波器投切协调控制策略,能够减小滤波器小组投切时引起的电压波动,改善系统运行特性,为实际运行提供了参考。     

溪洛渡同塔双回直流输电工程无功平衡与补偿方案

维持换流站无功平衡是直流控制保护系统的重要功能,也是确保电网安全稳定运行的重要手段。根据直流换流站无功需求的特点,结合送受端交流系统,对换流站无功平衡及补偿方案进行了分析,探讨了换流站的无功补偿设备总容量及其分组配置方案,归纳了同塔双回直流无功控制系统所面临的主要问题,并提出了相应的解决方案。     

高压直流输电系统低功率运行的无功控制策略

当高压直流输电系统低功率运行时,受换流站接入点谐波性能和交流滤波器设备性能限制,投入的交流滤波器提供的无功功率在满足站内无功消耗外可能仍有大量剩余,导致大量剩余无功送入交流系统,使得换流站及附近厂站的电压容易偏高,继而影响到电网的安全稳定运行。文中提出一种充分利用换流器自身无功调节能力的换流站无功控制策略,该策略在有功输送不受影响的前提下,以直流电压为控制量,以换流站无功交换量为反馈量,通过改变直流电压参考值来对换流器的无功消耗进行定量控制,可有效抑制换流站过剩无功对交流系统电压的影响。该无功控制策略解决了现有直流工程中低功率无功优化功能由于开环控制无法对无功功率进行精确控制的问题。PSCAD/EMTDC和实时数字仿真器(RTDS)中的仿真结果验证了该方法的正确性和鲁棒性。     

高压直流输电换流站无功控制系统分析

阐述了无功控制在直流输电换流站中的重要性,介绍了换流站无功控制系统和无功控制的定无功及定电压控制功能。结合南方电网“西电东送”主网架已经建成的3条直流工程换流站中无功控制的应用情况,分析了换流站无功控制与电压控制方式、交流滤波器的配置以及投切控制,通过典型案例分析说明在换流站运行维护工作中无功功率控制应该注意的问题,如在正常情况下,无功控制为自动控制模式,小组交流滤波器为热备用和自动控制模式,此时直流系统运行时严禁将无功控制改为手动模式等。总结了无功功率控制在换流站的运行情况,并针对运行维护中值得注意的问题提出建议,对换流站的建设、运行和维护具有参考价值。     

基于稳态特性的特高压半波长与直流混联系统电压无功控制

基于半波长输电系统准稳态模型,建立了特高压半波长与直流混联系统,即通过直流线路异步联网的系统间接入半波长输电线路的系统方程,结合直流线路滤波器投切、送受端无功补偿装置等,研究了半波长输电线路两侧端口处系统电压和无功特性,提出了半波长不同送电功率和直流运行功率变化时基于系统的稳态潮流特性的特高压半波长与直流混联系统的送受端联合电压无功控制方案,分析了不同送电功率和负载功率因数情况下半波长输电线路的电压和电流分布特性,以及直流运行功率变化对半波长输电系统潮流电压的影响。     

±800kV向上直流换流站交流滤波器的配置与控制

换流站交流滤波器的配置与投切方案是特高压直流输电系统设计的重要组成部分。文中介绍了向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程奉贤换流站交流滤波器配置方案,根据向家坝—上海直流工程奉贤换流站无功需求特点,结合受端交流系统,从交流母线电压控制、滤波要求和容量选择方面进行换流站交流滤波器的配置,并分析了其投切策略。通过校核计算和PSCAD仿真,验证了滤波器的配置以及投切策略的可行性。笔者研究对后续直流工程滤波器设计具有借鉴作用。     

基于前馈控制的SVC中减小电压波动的方法

介绍了一种用于静止型动态无功补偿装置SVC中,尤其是能实现对直流换流站无功补偿电容器或滤波器投切时可减小电压波动的方法.通过SVC接收到系统投切无功补偿电容器或滤波器小组(简称无功小组)的命令时增大TCR触发角参考值或减少TCR触发角参考值,减小SVC对无功功率的消耗量,即增加SVC的容性无功输出.即在投切无功小组的瞬...     

直流输电换流站无功功率控制功能设计

直流输电系统无功功率控制的目的是保证交直流系统的无功交换满足系统要求,同时减轻换流站谐波对交直流系统及主设备的危害。实际工程中无功控制主要通过对交流滤波器组等无功单元的投切实现。需要考虑的因素有,交直流系统无功交换的平衡、交流系统稳态电压的限制、基本滤波条件的保证和滤波性能的优化、无功单元投切的均衡性、投切过程对系统的扰动等。直流输电系统的无功控制是一种多目标、多边界条件的复杂控制功能。按照实际工程的要求,对直流输电无功控制功能和策略的设计进行了全面的分析和介绍。     

高压直流输电系统单极闭锁故障下同步调相机与STATCOM的对比研究

当高压直流输电系统送端换流站发生单极闭锁故障时,换流站交流侧将出现无功功率过剩,导致换流站交流侧电压骤升,进一步会引起送端电网各发电设备端电压的骤升。因此,需要在送端交流侧附近加装适当的暂态无功补偿装置以提高系统的稳定性。为此该文先从运行原理、响应特性等多个角度对同步调相机和静止同步补偿器两类暂态无功补偿装置进行分析。然后再对比分析单极闭锁故障下两者在高压直流输电送端系统的应用效果。最后结合单极闭锁故障下切除部分无功补偿装置的措施,得出同步调相机具有更强的暂态无功支撑能力和暂态电压调节能力的结论。     

直流输电换流站无功功率控制功能设计

直流输电系统无功功率控制的目的是保证交直流系统的无功交换满足系统要求,同时减轻换流站谐波对交直流系统及主设备的危害.实际工程中无功控制主要通过对交流滤波器组等无功单元的投切实现.需要考虑的因素有,交直流系统无功交换的平衡、交流系统稳态电压的限制、基本滤波条件的保证和滤波性能的优化、无功单元投切的均衡性、投切过程对系统的扰动等.直流输电系统的无功控制是一种多目标、多边界条件的复杂控制功能.按照实际工程的要求,对直流输电无功控制功能和策略的设计进行了全面的分析和介绍.     

基于LCC的高压直流输电换流站无功功率控制策略研究

针对高压直流输电换流站采用投切无功设备控制无功功率导致交流系统与换流站之间存在无功功率交换量的问题,在此基础上提出了以直流电流为主控制量,无功功率交换量和无功设备提供的无功偏差量为反馈量的控制策略.通过计算额定功率下换流站的无功功率消耗量,投切无功设备补偿换流站所需的无功功率,加入提出的控制策略,使其无论是欠补偿还是过补偿,均可实现交流系统与换流站间无功功率零交换.通过电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)仿真研究分析,验证了该控制策略的有效性和合理性.     

考虑过电压抑制的特高压直流弱送端系统无功控制策略

直流闭锁等扰动引起的送端电网过电压,已成为限制直流输送能力和新能源消纳的主要约束。基于±800 k V扎鲁特—青洲(简称鲁固)特高压直流弱送端电网,结合扎鲁特换流站调相机工程和东北电网系统保护建设,提出了协调换流站滤波器(电容器)、调相机及换流站近区同步机组的过电压抑制策略。一方面,电网稳态运行时,充分利用换流站及其近区调相机和同步机组补偿阀组消耗无功,减少滤波器(电容器)的投入量,从而降低直流闭锁滤波器(电容器)滞后切除引起的暂态过电压。另一方面,调相机和同步机组无功输出增大,为抑制直流闭锁潮流大规模回退引起的稳态过电压提供了充足的回降无功备用。最后基于鲁固特高压直流送端电网验证了策略的有效性。     

金沙江一期送端特高压直流输电系统协调控制

金沙江一期3回特高压直流输电工程具有直流输送容量大、送端换流站群间距离近、交流电网联系紧密的特点。在金沙江一期的其中1回直流系统双极闭锁时,为减少金沙江送端切机数量和避免向交流通道大规模功率转移,作者提出了充分利用另2回直流系统的直流暂态和稳态过负荷能力相结合的协调功率调制策略,同时简单分析了多回直流间的协调控制以提高全系统稳定性的机理。仿真结果表明,该策略可改善金沙江一期送端交直流系统的稳定性,在1回直流故障双极闭锁后,金沙江一期水电站可不切或少切机。     

云广±800kV直流输电工程换流站无功配置研究

为保证交直流系统的无功平衡和系统的电压稳定,对不同运行方式下云广±800kV直流输电工程两侧换流站的无功消耗、交流系统无功支持能力以及小组投切引起的电压波动进行了计算,提出了两端换流站的无功补偿容量和小组容量要求,在此基础上研究提出了换流站的无功补偿设备配置方案。