交直流混合电网中直流50 Hz和100 Hz保护研究

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网，交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真（RTDS）对交直流混合运行电网中直流系统50 Hz和100 Hz保护整定原则进行了深入研究，提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100 Hz保护整定原则，并给出了基于EMTDC仿真的定量计算方法。该整定原则已应用于南方电网的天广、高肇和兴安直流输电系统，解决了南方电网中存在的交直流保护不配合的关键问题。     

大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题

针对大规模交直流电力系统仿真计算中涉及到的几个相关问题进行了讨论。指出用于大规模交直流电力系统仿真计算的最有效的工具是带有用户自定义功能的交直流电力系统数字仿真程序，传统的动模试验和最新出现的实时数字仿真器并不适合于对大规模交直流电力系统进行系统研究。通过考察直流输电换流器准稳态模型导出的条件，阐明了直流输电换流器的准稳态模型在交流系统不对称故障期间是不适用的。论证了影响逆变器换相失败的因素有多个，重点研究了触发越前角、换流站交流母线电压跌落，直流电流增大以及换流变压器短路阻抗等因素对换相失败的影响。通过实例论证了交流系统故障时直流输电系统的动态响应特性，必须在仿真过程中通过对直流输电系统及其控制器的行为进行精确的仿真计算才能得出，凭经验事先估计直流输电系统在交流系统故障时的响应特性是不科学和不可靠的。     

天广交直流系统并联运行的稳定控制

研究了天广交直流系统并联运行的系统稳定性，介绍了天广直流系统的稳定控制功能以及天广交直流系统并联运行的紧急控制措施。研究表明天广交直流系统并联运行具有较大的输电能力和较好的稳定性。将直流系统自身的稳定控制功能和辅助的交流系统安全稳定装置适当地结合起来使用，可以有效地控制和减小系统单一元件或多元件故障对系统的冲击，改善交直流并联系统运行的稳定性。     

交直流混合输电系统灵敏度分析

研究了稳态条件下交直流（AC/DC）混合输电系统中交流（AC）子系统与直流（DC）子系统之间的相互作用和相互影响。采用灵敏度分析方法，分析和讨论了DC系统控制参数对AC/DC混合系统运行特性的影响，以及在DC系统存在的条件下，AC系统控制量对AC系统其他变量的影响。系统地分析和计算了AC/DC系统的各类灵敏度矩阵，这对潮流控制、参数调整和电压估算等问题都有实际的意义。     

直流输电系统接地极过电压保护缺陷分析及改进措施

直流输电保护系统中的接地极过电压保护主要用于检测接地极断线故障，天广和高肇直流输电系统采用的接地极线路过电压保护中，检测到中性母线电压高于门槛值并满足延时条件后，便迅速合上高速接地开关———这一动作后果存在严重缺陷，在单极大地回线运行方式下将影响正常极的稳定运行，并很可能对换流站内设备和人身造成危害。文中结合直流输电系统接线方式分析了这一缺陷，并借助实时数字仿真（RTDS）系统和运行实例进行了验证，给出了改进建议，这有利于完善接地极保护功能，确保直流输电系统的安全稳定运行。     

交流滤波器高压电容器不平衡保护新原理

基于目前应用于直流输电系统的交流滤波器电容器不平衡保护原理,指出当前电容器不平衡保护原理中存在的缺陷,提出了以电容器不平衡电流与流过滤波器的穿越电流比值作为交流滤波器电容器不平衡保护判据的新方法,并推导了不平衡保护定值的计算公式。文中以高岭背靠背直流工程数据为基础,应用电磁暂态计算软件EMTDC/PSCAD进行仿真验证,证明了该方法的合理性及有效性,并在不平衡保护的实现和运行方面提出几点建议。该方法已成功应用于高岭背靠背直流工程,对直流输电系统规划设计及现场运行具有实际指导意义。     

高压直流输电典型控制系统的研究

高压直流输电系统的可靠运行依赖于其控制系统的正确应用,对此在阐述高压直流输电的基本原理及其控制的基本原则以及基于CIGRE直流输电标准测试系统的基础上,详细研究HVDC典型控制系统的结构,探讨采用软件PSCAD /EMTDC 研究交流系统故障时HVDC控制器的响应特性及控制系统的动态过程.     

直流输电系统的动态模拟

设计了高压直流输电动态模拟系统，该模拟系统的目的是为了校验应用于工程的直流控制保护系统, 并进行理论研究。根据模拟总体设计原则，对主接线、换流变、换流阀、直流场、交直流滤波器、线路-大地回路进行了模拟。模拟系统不仅能模拟正常运行的各种工况，还可以模拟交直流滤波器内部故障、输电线路故障、换流阀故障、换流变压器等各种故障情况，直观地反映了这些设备上的各种电压、电流量，包括它们的谐波和暂态过程，对控制保护的测试达到了预期的效果。     

天广直流输电系统极Ⅰ电压异常波动原因及其影响分析

针对近期天广直流输电系统极Ⅰ直流线路电压出现的异常波动现象，根据天广直流控制策略、暂态录波图、交直流功率测量值等对导致电压异常波动的原因进行了分析，介绍了检修处理结果，并结合实例讨论了电压异常波动对直流输电系统稳定运行可能造成的影响。     

水电厂直流系统故障模拟装置研究及实践

直流检测装置可以有效检测到直流系统运行中发生的各类故障,以确保直流系统的正常运行。而在长期运行过程中,直流检测装置自身的功能和准确性都会发生变化,不得不定期将直流系统停电来检验直流检测装置的性能。针对于此,我们通过分析各类直流故障发生时的故障参数,同时利用交直流转换技术及电力电子技术研发了直流系统故障模拟装置。实现了不停电检验直流检测装置的性能,提高了直流系统的供电可靠性。     

特高压交直流大电网的数模混合实时仿真系统建模

为对金沙江一期和锦屏电力外送的系统接入和受端交流扰动后的交直流响应性能及恢复情况进行专题研究，中国电力科学研究院仿真中心按照网络物理特性相符并适应仿真中心现有仿真设备规模的等值网，建立了迄今国内外规模最大的数模混合实时仿真系统。文中阐述了数模混合实时仿真系统建模的关键技术，包括:交直流系统模拟比的选择，发电机和动态负荷模型的建立和校核，采用不同策略和技术的7回高压和特高压直流系统的建立;无源元件模型的建立和连接;系统数据库的建立;系统的全面校核等。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（一）直流系统等值工频变化量阻抗模型

直流馈入将造成交流电网工频变化量方向保护动作特性发生变化。结合交直流互联电网相 互作用机理,针对工频变化量方向保护原理的分析特点,建立了适用于工频变化量方向保护动作特 性分析的直流系统等值工频变化量阻抗模型,并在不同短路容量及故障条件下,对其特性进行了理 论分析。基于PSCAD/EMTDC对各种直流换相失败进行仿真,验证了所建模型的有效性和准确 性。该模型为进一步分析直流馈入下的工频变化量方向保护动作特性提供了依据。     

直流双极闭锁故障下提高暂态电压稳定性策略探讨

南方电网2015年将形成多条直流输电线路并联交流电网的局面。文中对直流输电的严重故障——双极闭锁故障进行了深入的仿真研究。分析了由此导致的暂态电压稳定问题，从原理上对该问题进行了理论分析，通过仿真计算证实了理论分析的合理性。提出了一种新的保留故障直流线路处的电容器组的策略，以提高故障下的暂态稳定性。通过仿真说明了这种方法的可行性。     

交直流系统的动态无功优化

考虑直流输电系统对功率与电压的调节能力,建立了交直流系统的动态无功优化模型。模型的目标函数为交直流电网的全天网损最小,约束包括交直流系统的潮流约束、所有直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。模型求解是一个多时段非线性混合整数规划问题。以混合算法为基础,提出了交直流系统的动态无功优化混合智能算法。以PSASP 36节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性,说明了动态无功优化在交直流输电网络中具有更大的降损潜力。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（二）故障线路的方向保护

基于不同换相失败情况下的直流系统等值工频变化量阻抗特性,结合工频变化量方向保护原理,分析了不同输电线路故障时,直流换相失败对故障线路工频变化量方向元件产生影响的机理,并对各种情况下导致故障线路工频变化量方向纵联保护拒动的条件进行了深入分析。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性。     

特高压交直流系统的可用输电能力计算

随着我国特高压建设的快速发展,特高压交直流系统可用输电能力的计算成为需要研究的新课题.文中提出了特高压交直流系统可用输电能力计算的新方法,建立了一个蚁群的优化模型.对我国第一个特高压交直流混合系统的可用输电能力进行的分析研究表明:特高压交直流输电工程投产后,将大大提高我国南方电网的可用输电能力.     

直流系统接地故障查找及预防措施

直流系统是变电站的一个重要组成部分,确保直流系统的可靠运行是保证电网安全、系统稳定运行的重要前提。随着设备的老化,天气潮湿等原因,直流系统接地现象频频出现,严重威胁着直流系统的稳定运行,给电网的可靠运行带来了一定的安全隐患。结合作者查找直流系统接地的事例,对直流系统的接地原因以及防止直流系统接地的措施进行分析,提出了预防直流系统接地的6项措施,为直流系统设计及运行维护提供一定的借鉴作用。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（三）非故障线路的方向保护

基于各种换相失败情况下的直流系统等值工频变化量阻抗特性,对非故障线路的工频变化量方向元件动作特性进行了理论研究,分析了直流换相失败暂态过程造成非故障线路方向元件所感受到的暂态功率方向突变的问题;在此基础上结合方向纵联保护不同的动作逻辑,对直流换相失败暂态过程引起非故障线路方向纵联保护误动情况进行了分析;基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性。     

微机低压电动机的软启动及保护装置的研制

针对电动机启动电流过大,易被烧毁以及电动机保护方面的问题,以先进的80C196KC为主控制芯片,辅以其他集成芯片和可控硅,采用汇编语言研制出微机低压电动机的软启动及保护装置。该装置经现场调试,证明其功能强、可靠性高,而且成本低。