一种柔直换流阀及阀控运行状态智能监测方法

设计了一套智能监测分析系统,用于采集柔性直流换流阀及阀控系统的运行状态数据,并对采集到的数据进行缓存、故障特征提取、特征分析处理,并具备人机交互功能。通过数据采集及处理、分析,该系统能将柔性直流换流阀及阀控的运行状态以图形的方式呈现,突出展示故障点,进而达到提升换流阀及阀控运行状态的智能化监测水平的目的。同时,将故障分析的评估方法量化,有利于更好地观察换流阀及阀控运行状态。此分析系统已完成软硬件设计,并在渝鄂直流背靠背工程上进行了测试验证。测试结果表明,该系统可实现对柔性直流输电换流阀及阀控系统运行参数的在线监测和智能分析,为换流阀可靠运行提供了一种有效的监测手段。     

一种柔性直流输电阀控测试系统设计与实现

设计了一种模块化多电平柔性直流输电阀控测试系统,包括极控模拟装置、换流站主电路信号发生装置、换流阀子模块模拟装置和监控后台等。该测试系统可以在不使用极控系统和换流阀本体的条件下,完成对模块化多电平柔性直流输电阀控系统的基本功能测试,包括子模块电容电压的读取和状态监视、均压控制、阀控对子模块故障处理逻辑、阀控自身故障处理逻辑、系统电压电流的采集等。仅需调整子模块模拟装置的接口数量,即可满足不同容量和电压等级的柔性直流输电阀控系统测试需要。对MVCE 300型柔性直流输电阀控系统进行了实际测试,测试结果表明,该测试系统可以满足柔性直流输电阀控设备厂内调试的需要。     

特高压直流输电阀控动模试验系统设计

针对近年国内特高压直流输电工程中换流阀控制设备的实际运行工况,设计了一套完整的特高压直流输电工程阀控动模试验系统,整个试验系统包括整流侧换流阀、整流侧阀控(valve control equipment,VCE)、逆变侧换流阀、逆变侧VCE、控制与监视后台系统.该试验系统直接采用工程用晶闸管来搭建微型换流阀,相比实际工程用换流阀,减少了每个单阀的晶闸管数量,其他换流阀设计参数与实际工程相同,相较于采用实时数字仿真(real-time digital simulator,RTDS)系统模拟换流阀参数的方式,更有利于换流阀及输电线路参数的精确获取与处理,对阀控功能的验证更加有效.最后对许继集团研制的VCE800阀控系统进行了试验,验证结果表明该阀控动模试验系统可以满足特高压直流工程阀控设备联调需要.     

柔性直流换流阀控制系统架构与通信安全性设计

柔性直流输电技术在国内国际上应用越来越广泛,柔性直流输电系统的规模和容量逐步提高。文中针对柔性直流输电控制系统,论述了控制系统各层级的功能,详细阐述了换流阀控制系统复杂的硬件架构和功能。针对阀控系统安全稳定运行问题,论述了阀控设备在功能架构、冗余备份、故障监视等方面的安全性设计方案。考虑到阀控系统复杂的硬件配置,重点研究了阀控设备内部的通讯问题;在阀控设备多层级间、多CPU间,除配置有实现上下级间数据信息交互的基本通讯链路之外,增设专用的通讯校验监视通道,实时监视通讯内容的正确性;将阀控内部的关键通讯故障问题与阀控设备故障相关联,避免因通讯故障导致更加严重的故障发生,为柔性直流换流阀安全可靠运行提供了保障。     

±660kV直流输电工程换流阀控制系统的工作原理及工程应用

换流阀控制系统是直流输电系统的核心设备,主要起到触发、监视和保护换流阀的功能.以宁东-山东±660 kV直流输电工程为背景,阐述了换流阀控制系统的工作原理和设计特点,并对换流阀控制系统的现场运行情况进行了介绍,着重分析了调试及试运行期间阀基电子设备出现的问题,并提出了具体的解决措施和改进建议.     

柔性直流输电换流阀运行状态在线监测系统设计

设计了一套柔性直流输电换流阀运行状态在线监测系统,通过对换流阀子模块的电容电压、IGBT开关频率、温度以及阀冷、阀控等运行参数的在线监测,实时分析并预测换流阀的运行状态。提出了一种基于专家数据库的故障预测方法,可根据在线监测到的换流阀运行参数来提前预测其异常发展趋势,有利于故障的及早发现和预防。完成了在线监测系统的软硬件设计,并搭建了小容量的柔性直流输电物理动模试验平台进行了测试验证,测试结果表明,该系统可实现对柔性直流输电换流阀运行参数的在线监测和分析,为换流阀可靠运行提供了一种有效的监测手段。     

换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统研制*

作为光控换流阀的核心设备，晶闸管电压监视单元的运行状态直接影响了直流输电系统运行可靠性，然而对其进行测试的设备受限于进口测试仪，不利于换流阀运维，因此研制晶闸管电压监视单元综合测试系统具有重要工程价值。基于晶闸管电压监视单元的工作原理，结合IEC 60700 1标准，研制一种换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统，并应用于晶闸管换流阀试验。通过仿真分析和试验验证，证明该测试系统设计合理，满足工程应用需求。     

适用于柔直动模平台的子模块故障模拟方法

与常规直流输电不同,柔性直流输电换流阀子模块具备更为复杂的本体控制保护功能。以往的柔性直流输电控制保护设备联调中,重心往往集中在极控、阀控等上层控制保护设备,对子模块本体控制保护功能以及阀控相关的配合控制保护功能验证较少,特别是对实际运行中的子模块的保护功能很难加以验证,给工程运行带来故障隐患。设计了一种柔性直流输电换流阀子模块故障模拟系统,可实现对子模块故障的在线模拟,以验证子模块中控板和阀控相关的控制保护功能正确性。     

±800kV特高压直流输电换流阀控制保护系统工作原理及其工程应用

换流阀控制保护系统是直流输电控制保护系统核心设备,属于分层分布控制保护系统最底层一级设备。描述了锦屏—苏南±800kV特高压直流输电工程裕隆站极Ⅱ低端换流阀控制保护系统工作原理和工程现场调试及运行情况。该设备为自主研发并首次投入工程运行。     

±800 kV特高压直流输电换流阀控制保护系统工作原理及其工程应用

换流阀控制保护系统是直流输电控制保护系统核心设备,属于分层分布控制保护系统最底层一级设备.描述了锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程裕隆站极Ⅱ低端换流阀控制保护系统工作原理和工程现场调试及运行情况.该设备为自主研发并首次投入工程运行.     

高压直流输电开路试验中换流阀设备保护的探讨

在呼伦贝尔至辽宁直流输电工程换流阀直流开路试验中,由于换流阀多次保护触发动作引起系统跳闸,导致站系统试验无法进行。笔者结合该试验过程,从直流开路试验基本原理、换流阀监控和极控制保护几个方面进行分析讨论,提出阀控单元(VCU)对换流阀的保护完全可以保证换流阀设备的安全,极控制保护对换流阀保护触发动作的监控可只作为监视,不必产生系统跳闸,从而保证OLT试验顺利进行。     

基于VME总线的柔性直流输电系统阀控系统设计

为实现对基于MMC拓扑结构的高电压大容量柔性HVDC换流器的有效控制和监视,设计了一种采用基于VME总线的主从式系统架构的柔性直流输电用阀控系统。该系统选用MVME6100作为VME主处理器,外部使用SPARTAN-6和VIRTEX-6系列高性能FPGA板卡作为VME从处理单元,FPGA板底层实现了VME从板协议、Aurora和IEC60044-8通信协议。该系统采用VxWorks硬实时操作系统开发应用程序,并实现了最近电平逼近调制算法和环流抑制功能,可实现对换流器中上千个功率模块进行百微秒级周期的实时控制和监视。经过RT-LAB仿真试验验证,系统满足200电平系统的数据传输速率需求和控制规范要求。     

换流站阀冷却系统可靠性分析与评估

近年来换流阀冷却系统频繁故障导致直流系统单双极闭锁,其可靠性对跨区电网的稳定运行影响非常大,然而相关文献对高压直流输电系统进行可靠性评估时,凡涉及到阀冷却系统均以故障忽略不计为参数假设进行研究,与工程实际情况有一定的偏差。文中结合了故障树(FTA)法,根据系统抽样样本的统计特征来获得系统的可靠性参数,建立了换流阀冷却系统可靠性模型,为决策者提供基础数据支撑。     

高压直流输电系统主回路参数计算平台的研发

主回路稳态参数计算是直流输电工程设计的重要组成部分,对直流输电工程的进一步发展具有重要的实际意义。阐述主回路参数计算的目的,并根据直流输电的基本理论结合高压直流系统的特点,明确了进行高压直流输电系统主回路参数研究和设计时所必需的系统基本状况和系统数据。具体描述了在考虑这些因素和提供的原始数据下,利用直流输电的基本原理,对换流变压器、换流阀等一次设备的基本参数及运行特性进行计算。最后以实际的高压直流输电工程为例,进行了该计算平台功能正确性的测试。     

高岭背靠背直流工程阀脉冲丢失故障分析

根据高岭背靠背直流工程调试阶段出现的阀脉冲丢失故障情况,分析阀故障对于直流运行的影响以及相关保护配合关系,论证了阀脉冲丢失的故障类型,利用PSCAD/EMTDC数字仿真验证故障过程分析的正确性,研究结果可为直流换流站现场运行维护提供参考。     

高压直流输电工程电触发换流阀TE板烧毁机理研究

高压直流换流阀晶闸管电子板(ThyristorElectronicsBoard,TE板)是高压直流输电工程换流阀中重要的设备,如在运维过程中出现TE板烧毁,将导致换流阀极停运,严重影响直流工程的安全运行。针对天广直流TE板电阻器烧毁进行分析,首先对TE板进行外观检查和电性能检测,采用X射线、扫描声学显微镜等方法确认元器件内部电路受损范围,确认各受损元器件所属TE板功能模块,分析TE板故障元器件烧毁原因,探讨了TE板烧毁机理,并通过实验对TE板烧毁故障过程进行重现,验证分析结论,最终得出TE板烧毁原因,该分析方法对高压直流输电工程类似板卡故障原因分析具有重要参考意义。     

±660kV直流输电工程换流阀结构设计

全面介绍了宁东-山东±660 kV直流输电工程换流阀的结构特点和设计方法.从换流阀的基本构成出发,介绍了各个部分的组成、结构设计特点和功能作用.重点说明了换流阀阀塔和模块的结构设计,包括阀塔屏蔽结构、悬吊及支撑结构、框架设计、支撑及连接结构设计等.最后,介绍了换流阀的防火设计和抗震设计.