背靠背柔性直流交流断面失电判别系统设计与验证

高压直流输电技术已成为一种高效的输电技术,并广泛应用于我国电网中。然而,当直流送出交流断面失电时,易产生过电压问题。基于背靠背柔性直流工程,分析柔性直流在交流断面失电及非全相运行情况下的过电压问题,提出了交流断面失电判别系统架构、装置的标准化接入信息以及交流断面三相失电和非全相连接的判别逻辑,适用于常规直流及柔性直流接入系统等各种工况下的交流断面失电判别。最后,通过实际故障事件验证了交流断面失电判别系统的有效性和正确性,有效避免了可能产生的过电压和设备损坏问题。     

一起变电站直流母线失电原因分析及解决方案

在变电站直流电源定期试验时的运行方式切换操作过程中,如何防止直流母线失电、保证供电安全是现场关注的重要问题。从一起220 kV变电站直流母线失电的介绍,分析、探讨了该变电站直流母线失电的原因,并提出了解决方案。所提方案已在河南省新建变电站和老变电站直流电源改造中应用,运行结果证明所提方案是可行的。     

一起变电站直流母线失电原因分析及解决方案

在变电站直流电源定期试验时的运行方式切换操作过程中,如何防止直流母线失电、保证供电安全是现场关注的重要问题.从一起220 kV变电站直流母线失电的介绍,分析、探讨了该变电站直流母线失电的原因,并提出了解决方案.所提方案已在河南省新建变电站和老变电站直流电源改造中应用,运行结果证明所提方案是可行的.     

柔性直流输电技术研究分析

介绍了柔性直流输电的技术原理和控制策略,指出当前控制方法研究成果中存在的问题,比较了柔性直流输电技术几种发展方向的研究现状,分析了基于模块化多电平换流器的输电方式,根据目前国内外柔性直流输电示范工程,说明了柔性直流输电技术在新能源、城市电网和智能电网中的应用前景。     

500kV统一潮流控制器在苏州南部电网的应用研究

220 kV南京西环网统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)是世界上第1个基于模块化多电平(modular multi-level converter,MMC),该工程于2015年12月建成投运。本文首先简要介绍了该工程在2016年的运行情况及在电网中发挥的作用。接着具体阐述了苏州南部电网在发展中存在的不同运行方式下输电通道输/受电能力不足、动态无功支撑能力有限、近区直流双极闭锁后的供电缺额等问题。通过与常规解决措施的对比,阐明了在苏州南部电网中应用500 kV UPFC提高电网输电能力及稳定性的可行性、必要性和必然性。不同于220 kV UPFC工程,500 kV UPFC工程不仅在电压等级上进行了提升,而且创造性地提出了可切换的UPFC主接线方式。500 kV UPFC的应用可以显著提升苏州南部电网的输/受电能力,发挥显著的安全效益、经济效益、社会效益。     

特约主编寄语北大核心

近年来,基于电压源换流器的高压直流输电技术(即柔性直流输电技术)发展迅速、工程技术参数不断提高。鲁西背靠背直流工程中,柔性直流技术首次在大电网主干网得到了应用,柔性直流单元参数达到了±350kV/1000MW,2018年利用小时数超过5000h。融合常规直流和柔性直流的混合直流是先进的输电技术,并且向多端、特高压方向发展。     

柔性直流输电技术在上海电网的应用研究

柔性直流输电技术的应用可解决现代城市电网发展面临的诸多技术问题。以上海电网为对象,研究了柔性直流输电技术在城市电网中实际应用的前景,介绍了目前上海电网需要进一步完善和提高的主要环节,根据柔性直流输电技术特点,讨论了上海不同电压等级电网现状及其对柔性直流输电技术不同侧面的具体应用构想。     

柔性直流输电技术的现状及应用前景分析

柔性直流输电技术发展至今已经逐步走向成熟,尤其是在欧美地区,已经建成了数十条不同技术路线的柔性直流输电工程,积累了大量的工程经验。而在我国,该技术多年来一直处于理论研究阶段,最近几年才刚刚开始大量兴建示范工程。为给我国柔性直流技术的普及和工程应用提供参考,总结了国内外柔性直流输电的典型工程及技术应用现状。梳理了柔性直流输电的原理、结构和技术特点,系统总结了该技术的演化发展和工程应用经验,分析了柔性直流特有的独立控制有功无功功率,无换相失败问题等优点,提出了受电压源型换流器元件制造水平及其拓扑结构的限制导致柔性直流输送容量小、成本高、故障承受能力较弱等问题。结合我国能源发展战略和电网发展中遇到的问题,对柔性直流输电技术的应用领域以及未来电网的发展方向提出了一些具有积极意义的设想和建议。     

柔性直流输电技术及其示范工程

城市电网的不断发展和电力电子器件的快速进步,使柔性直流技术在城市电网中的实际应用已成为可能。简要介绍了柔性直流输电的技术特点。具体介绍了上海南汇柔性直流输电示范工程的换流系统参数,主要设备的选择、配置,设备布置方案。总结了柔性直流输电技术在工程应用中存在的一些问题。     

220kV电网结构不合理引发的减负荷问题分析及解决措施

分析了220 kV电网因结构不合理可能导致的减负荷问题,针对220 kV母线原因引起的减负荷及220 kV线路原因引起的减负荷2类变电站全站失电情况,给出了新建变电站与系统第3回联络线、将部分负荷转移到其他变电站、改造220 kV母线、将变电站与另1个由500 kV变电站供电的220 kV系统进行强联络等解决措施。对内蒙古某地区实际电网的减负荷隐患点进行了分析,提出了网架的优化措施,并对优化后的电网进行了潮流、暂态稳定及短路计算分析,验证了方案的可行性。     

基于TSP优化和潮流校核的220 kV电网远景网架构建方法

电网目标网架是规划方案适应性分析和电力设施布局规划的基础。220 kV电网网架结构相对复杂,电网安全可靠性要求高,目前缺乏典型的网架模式作为参考,因此如何构建安全经济的220 kV电网远景网架亟待研究。基于此,提出了一种基于TSP优化和潮流校核的220 kV电网远景网架构建方法。该方法通过变电站分群和TSP优化寻找得到220 kV网架构建的最短路径,保障了所构建网架的经济性。通过交直流潮流N-1校核确定该路径上的线路导线型号和回数,保障了所构建网架能够通过N-1安全校核,进而保障了所构建网架的安全可靠性。我国某区域电网的仿真算例结果表明,所提方法能够构建安全经济的220 kV网架,具有工程实际应用价值。     

光伏发电直流接入与消纳的方案设计和工程实践

随着柔性直流技术的发展，配电网领域源-网-荷的构建方式更加丰富，可实现集中式光伏直流并网、数据中心直流供电等新型电网模式。依托张北交直流配电网及柔性变电站示范工程，介绍光伏发电站直流并网方案以及工程实施途径，同时，设计了数据中心直流供电的接线方式，计算了供电可靠性。在此基础上，对比直流配电网和传统交流配电网，从电能传输效率、供电可靠性、电能质量等方面体现了直流配电网的优势。示范工程实现了光伏发电直流接入与消纳，设计成果和实践经验可为同类工程提供参考。     

220kV母线保护改造技术原则探讨

鉴于四川电网220 kV电网日益增长的重要性以及部分220 kV变电站220 kV母线保护及断路器失灵保护装置超期运行的严峻性,迫切需要对部分220 kV变电站220 kV母线保护进行改造。在分析四川某220 kV变电站双母接线方式下220 kV母线保护改造方案的基础上,对改造中的直流回路、交流回路、跳闸回路及间隔失灵启动等回路改造技术原则进行了总结分析,以期对四川电网及其他省网220 kV变电站220 kV母线保护改造提供一定的参考与指导。     

基于柔性直流配电系统的10 kV交直流备自投技术

柔性直流配电系统的接入使变电站10 kV侧电源结构发生变化,传统10 kV分段备自投装置不再适用。对此,通过分析柔性直流配电系统对变电站10 kV备自投逻辑的影响,设计了10 kV柔性直流备自投装置功能、通信架构及动作判据,并在此基础上提出3种10 kV交直流备自投控制策略,形成动作策略流程图。最后,基于珠海三端柔性直流配电网示范工程,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提策略的有效性,并归纳总结各项策略的技术特点及适用范围。与传统10 kV分段备自投技术相比,所提方案可有效提高变电站供区重要负荷的供电可靠性。     

交直流混联大电网仿真技术现状及面临挑战

随着我国特高压交直流工程陆续投运,系统“强直弱交”问题突出,交直流、多直流、送受端之间的交互影响日益显著,电网运行复杂度迅速增加,对电网仿真的规模、精度和速度提出了更高要求。从电力系统建模、多时间尺度仿真、数模混合实时仿真3个方面梳理了仿真技术现状,针对交直流混联大电网发展需求,分析了仿真技术面临的挑战。指出提高直流、新能源、柔性交流输电系统（flexible alternative current transmission systems,FACTS）和负荷等复杂模型的建模精度,扩大电磁暂态仿真规模,提高大规模电网仿真效率,将是提高大电网仿真能力的研究重点。     

基于直流断路器的柔性直流电网架空线路故障隔离策略研究

柔性直流输电技术未来将向大规模柔性直流电网发展,从经济性和通用性来看使用架空线路的柔性直流电网最具发展前景,然而架空线路故障率较高,如何实现直流线路故障的快速隔离和系统恢复成为制约柔性直流电网发展的关键因素。针对该问题,文中基于张北柔性直流电网示范工程,以半桥结构的模块化多电平换流器进行了研究,提出了适用于工程应用的直流架空线路故障隔离措施和线路故障恢复策略,并基于RT-LAB实时仿真平台搭建了张北工程四端直流电网系统,对相应的隔离方法及故障恢复策略进行了仿真验证,结果表明,可降低直流线路故障对交流系统的影响,降低直流限流切除对系统稳定性和安全性的影响,为柔直电网工程的实际应用提供了依据。     

规划变电站的直流偏磁评估

建立规划变电站直流偏磁评估模型,借助潮流计算中的电网数据获取交流电网的直流网络信息。根据该模型开发直流偏磁评估系统,并以规划中的广东惠州220kV沙逵变电站直流偏磁评估为算例说明该系统的具体应用方法。将该系统应用于广东电网,仿真系统计算值与监测系统测量值的对比结果表明,该评估方法有效。     

多直流单极运行下的偏磁直流分布关键站点辨识方法

随着我国±1100kV特高压直流输电工程的建设,新疆电网在多个直流接地极共同影响下的直流偏磁风险也成为了电力部门需要解决的新问题。基于复杂网络理论,提出了多接地极共同作用下的偏磁直流关键站点辨识方法,研究了多接地极下偏磁直流站点间、站点与线路间的偏磁直流影响作用,提出了考虑影响因素不确定下的对偏磁直流分布有重要影响作用的关键度指标,以衡量多接地极作用特征最后,并给出了计算方法,以新疆750kV特高压交流系统为例,分析了在±1100kV准东特高压直流和±800kV天中直流共同作用下的影响偏磁直流分布的关键站点,与2018年10月期间实际测试数据对比,结果验证了方法的可行性和关键站点判据的有效性。论文研究成果可有效辨识对偏磁分布起到关键作用的变电站特征,为提高电网变压器直流偏磁的早期预警能力提供有用参考。     

直流大地运行时交流系统直流电流分布的预测方法

直流输电线路在系统调试或发生故障情况下,会处于单极大地回路电流运行方式。当直流输电系统的大地回流很大时,可能造成部分交流输电系统中的变压器处于偏磁状态。该文提出了分析直流大地运行时交流系统直流电流分布的数值方法。该方法使用矩量法分析复杂大地结构中由直流接地极、交流变电站接地网及其它埋地金属管道构成的多接地系统所产生的地中电流场。同时将电路理论与矩量法相结合,从而将多接地系统与地上交流输电网络联系起来。分析了贵广直流输电线路以大地为回路运行时,直流电流在广东春城变电站周围220kV及以上电网的分布,并与现场测试结果作了比较。     

我国智能电网技术的现状和发展趋势

智能电网的发展目标是信息化、数字化、自动化、互动化为一体的综合发展,先进电力电子技术是建设智能电网的重要技术手段。分析了中国智能电网的概念和发展趋势,展望了中国智能电网技术的研究方向和发展预期,介绍了电力电子技术在智能电网中的应用,特别是灵活交流输电技术和直流输电技术在智能电网中的应用,并指出其未来的发展重点。