特高压直流工程阀控通用接口技术

换流阀作为特高压直流工程的核心设备,阀控及其接口对保障直流系统安全运行发挥着重要作用。根据换流阀的控制原理,在总结现有特高压直流工程阀控特点基础上,开展了阀控与直流控制保护系统通用接口技术研究,从整体原则、接口信号设置和逻辑处理方面详细阐述了阀控通用接口技术方案,通过实时数字仿真对通用接口方案进行了试验验证,仿真结果证明了通用接口的合理性。研究结果对推动特高压直流工程阀控标准化设计、提高直流系统安全运行水平具有重要意义。     

±660kV直流输电工程换流阀控制保护接口技术

在介绍H400换流阀控制保护原理的基础上,描述了直流控制保护系统与换流阀控制保护接口的设计和实现方法,尤其是直流极控制系统与阀基电子设备间的信号类型、信号实现方式,包括光控制信号、电气开关量信号等.宁东-山东直流输电工程中应用实践表明了换流阀控制保护接口技术的有效性和可靠性.     

特高压多端混合直流闭环实时仿真研究

特高压多端混合直流输电技术在满足更远距离、更大容量可再生能源输送方面提供了一种更灵活的输电方式。本文以送端采用常规特高压直流(ultra-high voltage direct current,UHVDC)、受端采用双阀组混合换流阀串联结构所构成的特高压混合三端直流输电系统为例,搭建了双极特高压混合三端直流输电系统的RT-LAB实时仿真模型,实现了与直流控制保护装置的闭环接入,测试结果验证了闭环实时仿真模型与控制保护策略的有效性。该平台可方便地实现特高压混合三端直流输电控制保护系统功能和动态性能的验证,为特高压多端混合直流输电系统的应用提供技术支撑。     

特高压混合直流工程LCC换流阀短路保护优化研究

首先基于昆柳龙直流工程与云广直流工程控制保护系统RTDS仿真实验数据,通过对比分析阀区故障时的故障特征及换流阀短路保护的动作特性,发现传统LCC换流阀短路保护判据在特高压混合直流系统中存在误动的风险。根据特高压混合直流系统与常规直流输电系统在系统结构和运行特性上的不同,分析出传统LCC换流阀短路保护判据直接应用于特高压混合直流系统时存在的缺陷。针对这一缺陷,改进了LCC换流阀短路保护判据,并通过仿真分析验证了新判据的有效性,为特高压混合直流输电工程的送端常直阀短路保护提高了有效的解决方案。     

±1100kV特高压直流输电晶闸管阀运行试验系统设计

为满足我国特高压直流输电发展和建设的需要,提出了满足±1 100kV特高压工程换流阀运行试验系统的设计。根据±1 100kV特高压工程规范,提出了预期运行试验参数,从运行试验系统的一次电气原理设计、二次控制保护设计和测量监测设计3个方面进行讨论和研究,最终通过仿真手段对电气原理和控制系统原理进行了验证。研究结果表明,±1 100kV特高压工程换流阀运行试验系统设计是可行的,可以满足所有运行试验的要求,更加符合换流阀设计的特点,能够达到试验检测目的。该试验回路建成,可以满足±1 100kV工程阀15级串联同时进行运行试验,也将成为世界上容量最大的运行试验回路,可以为我国±1 100kV直流输电工程研发和工程建设提供保障。     

特高压直流控制保护系统综述

特高压换流站控制保护系统的分层结构采用分层分布式配置原则,两个极和每一极的每个换流单元的控制设备配置完全独立,并从I/O采样单元、传送数据总线、主设备到控制出口按完全双重化原则配置。直流控制系统的控制层根据特高压直流系统阀组串联的特点,分为双极控制层、极控制层、换流器控制层。特高压直流保护每一个设备或保护区都至少配置3套以上的独立保护,每套独立的保护均为性能完善的保护,使用独立的数据采集单元、通道和电源,分别组屏安装。文章对特高压直流控制保护系统进行了综述,从特高压直流控制保护系统的结构分层开始,介绍了特高压直流控制保护系统的控制与保护功能配置。     

特高压直流输电系统物理动态仿真

为了满足±800 kV特高压直流输电控制保护设备测试及技术研究的需要,南瑞继保公司基于向家坝—上海 ±800 kV特高压直流输电系统电气参数搭建了特高压直流输电系统物理动态模拟仿真模型。该动态模拟系统不仅能够模拟特高压直流输电正常情况下的各种运行工况,还可以模拟换流变压器、换流阀、交直流滤波器、直流线路、交流系统等设备的故障。文中所述的闭环特高压直流输电仿真系统已成功应用于向上±800 kV特高压直流输电工程控制保护设备的出厂测试及国内特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,为特高压直流输电系统的建设和运行提供了有力的技术支持。     

UHVDC换流阀及其晶闸管元件试验程序的优化

±800 kVUHVDC 换流阀与常规±500 kV 及以下等级的换流阀比较, 在质量及可靠性方面提出了更高的要求。有必要对换流阀及其晶闸管元件的型式试验内容、程序及方法进行有针对性的分析。文齐介绍了±800 kV 特高压直流工程换流阀及所采用的6 英寸晶闸管元件的特性, 对常规直流工程中换流阀的型式试验工程经验进行了总结。针对特高压直流工程换流阀的特点, 提出试验程序的优化及关键控制点, 为UHVDC换流阀提供质量保证依据。     

特高压直流保护动作策略的研究

比较了特高压直流系统与常规直流系统在主接线上的区别,阐述了特高压直流保护的特点,划分了特高压直流保护的保护分区并配置了保护的测点,提出了特高压直流整流侧或逆变侧换流变压器故障、阀短路故障时的保护动作策略,并采用电磁暂态仿真程序对整流侧或逆变侧换流变压器故障、阀短路故障进行了仿真分析,仿真结果表明提出的动作策略能够可靠退出相应的12脉动换流器,保证直流系统的继续运行。     

超高压直流运行经验及分析

特高压直流输电示范工程,容量大,可靠性指标要求高,许多设备是首次研制生产,没有运行经验,且换流变压器、换流阀、平波电抗器等换流站主设备与控制及保护系统在可靠性和运行维护等方面的要求比常规直流设备更高,因此需要从以往的常规直流输电工程中汲取经验教训.根据2000年后投运的国网公司所辖直流输电工程运行情况,对已投运的换流站...     

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.     

±800 kV云广工程逆变站阀组最后断路器保护逻辑改进分析

±800 kV云广特高压直流输电工程单极采用双阀组串联设计,每个阀组均配置最后断路器保护.文中分析了云广特高压工程逆变站阀组最后断路器保护跳闸的原理,指出阀组最后断路器保护跳闸逻辑存在威胁系统安全的风险.针对该风险提出跳闸逻辑的改进方案,并在现场得到应用,对高压直流输电系统设计、电网安全稳定运行具有重要的参考意义.     

控制保护特性对±1100kV特高压直流过电压的影响

直流系统操作及故障过电压与直流系统自身的控制保护特性密切相关,采用与特高压直流输电(UHVDC)实际工程特性一致的详细电磁暂态模型,研究直流控制保护特性对即将建设的±1 100 k V特高压直流工程过电压的影响,研究内容主要包括主后备保护配合、直流功率控制方式、直流低压限流(VDCL)特性和直流不同的闭锁方式对换流站过电压的影响,最后总结了直流控制保护特性对换流站过电压的影响程度,对于研究中发现的问题提出参考建议。     

电网技术

〈特高压直流保护动作策略的研究〉(张民等)《电网技术》2007.№.10比较了特高压直流系统与常规直流系统在主接线上的区别,阐述了特高压直流保护的特点,划分了特高压直流保护的保护分区并配置了保护的测点,提出了特高压直流整流侧或逆变侧换流变压器故障、阀短路故障时的保护动     

±800kV特高压换流阀运行试验系统研发

根据特高压直流输电工程发展的需要,研发了6500A/50kV特高压换流阀运行试验系统。参照云广±800kV直流输电工程的系统设计,介绍特高压工程运行试验的预期参数和论述试验系统原理;依据IEC60700-1和GB/T20990.1高压直流输电换流阀电气试验标准,在新研发的运行试验系统上实现了能够满足特高压换流阀要求的全套运行试验项目。     

特高压直流换流阀非周期触发暂态特性分析

±800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)换流阀通过了型式试验。饱和电抗器是换流阀中晶闸管的串联保护元件,深入研究其电气特性对于提高换流阀的可靠性有重要意义。分析了特高压换流阀在非周期触发工况下,晶闸管开通物理过程及电气应力;分析了饱和电抗器各电气参数、铁芯电感和铁芯等值电阻动态过程对开通应力的影响。研究了饱和电抗器与晶闸管协调配合工作的原则,提出了饱和电抗器电气参数设计方法。仿真结果显示,饱和电抗器在非周期开通过程中起到了很好的保护作用,浪涌电流峰值及电流变化率均在晶闸管耐受范围内。     

昆柳龙特高压混合多端直流阀控触发异常分析及优化措施

昆柳龙特高压混合多端直流工程是世界首个特高压混合多端直流工程,较传统两端直流运行方式更加灵活,但也增加了控制保护策略的复杂性。自投运以来多次发生运行异常,其“首台套”控制保护系统和设备的可靠性有待进一步提升。详细分析了昆柳龙直流“6·9”阀控触发异常事件,全面梳理控制保护功能配置和直流响应情况,提出了增加阀组触发异常检测保护功能并实施应用,该策略能准确迅速检测出阀控脉冲丢失或脉冲延时故障,完善了直流控制保护系统对阀组触发异常工况的风险识别和抵御能力,有效提升昆柳龙特高压多端混合直流工程运行的可靠性和稳定性,研究成果可为后续特高压混合多端直流工程控制保护系统的功能设计提供借鉴和指导。     

UHVDC系统可靠性分层等值与灵敏度分解

为了量化特高压直流(UHVDC)系统可靠性及其参数灵敏度,提出了可靠性分层等值模型和改进频率和持续时间(FD)算法。基于UHVDC系统结构和运行特点,计及多容量水平、换流变压器接线形式和单端整体备用模式,将其划分若干个子系统,分别建立状态空间,逐层向上等值,得到整个系统状态空间。传统FD法需人工查找和计算等值转移频率后才可计算出等值转移率,易出错且计算量随着状态空间维数增加。基于矩阵描述的改进FD算法,可直接建立等值前后转移率矩阵关系,以及系统可靠性指标对底层元件可靠性参数的灵敏度分解关系。算例分析结果表明,所提模型和算法能够定量评估UHVDC系统可靠性,明确了影响UHVDC可靠性的关键参数和薄弱环节,证实了方法的可行性与有效性。     

特高压直流输电控制与保护技术的研究

随着特高压大电网和交直流并网的开展,直流输电技术逐渐被广泛应用在实际工程中.在直流输电系统和换流技术研究的基础上,结合云广±800 kV特高压直流输电工程,系统地介绍了直流输电控制保护系统的分层冗余结构以及不同故障对应的保护措施,并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案.特高压直流输电控制保护系统的研究对特高压大电网和交直流并网的可靠、有效运行具有十分重大的意义.     

±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。