交流滤波器投入的涌流对保护的影响及改进建议

南方电网直流输电系统中,交流滤波器的电容器不平衡保护的动作正确率非常低,运行中发现,误动往往发生在交流滤波器投入涌流瞬间.这里首先从理论上阐述了交流滤波器投入瞬间产生涌流的原因,然后通过运行实例分析,提出了一些改进建议,以提高直流输电系统的运行可靠性.     

多回直流输电系统间协调控制的的研究

结合南方电网的实际情况,综述了直流输电系统调制控制对改善交流系统动态和暂态稳定性的作用,对多回直流输电系统间功率调制功能协调控制的可行性和必要性进行了分析,提出了在南方电网内对多回直流输电系统调制功能进行协调控制的构思,针对多回直流调制功能在不同控制策略下的计算分析表明,多直流输电系统的协调控制减少了送端系统切机和受端电网切负荷,对改善南方电网交流稳定性方面有重要作用,根据研究结果提出了协调控制实现的初步方案。     

交流滤波器电容器不平衡保护在南方电网直流输电系统中的应用

根据交流滤波器中电容器的常见接线方式和电容器损坏后的故障特征讲述了电容器不平衡保护的基本原理.对南方电网各直流输电工程中所实际采用的交流滤波器电容器不平衡保护的原理进行介绍,如桥差过流保护、比值不平衡保护和不平衡计数保护.由于在实际运行中电容器不平衡保护曾多次误动,结合实例重点分析了投入交流滤波器瞬间的涌流对保护的影响,以及采用POW装置、合理设置保护配合的改进措施.     

±800 kV直流输电系统设计软件包的开发进展

介绍了由中国南方电网有限责任公司组织实施的“十一五”国家科技支撑计划重大项目“特高压输变电系统开发与示范”课题21“±800kV直流输电系统设计软件包的开发”的进展情况。概述了软件包中的主要软件模块及其功能,包括主回路参数计算模块、无功管理模块、交直流滤波器设计模块、直流输电系统损耗计算模块、直流输电系统可靠性计算模块、直流挟流站电磁干扰分析模块、交流侧和直流侧PLC噪声滤波器设计模块、直流输电系统可听噪声计算模块、直流输电系统外绝缘设计模块和直流输电系统绝缘配合模块。     

贵广直流输电工程直流线路故障重启动策略研究及优化

南方电网主网架"强直流弱交流"的特点,使得交流系统对直流系统的依赖性很强,因此直流系统的稳定运行对南方电网十分重要.针对南方电网的特点,对直流系统故障率比较高的直流线路故障以及直流线路故障再启动动作策略(DCFR)进行深入研究,同时结合南方电网贵广直流输电工程,对直流线路故障重启动策略在贵广工程的应用进行深入研究,并提出了优化的直流线路故障重启动策略,并对该策略在RTDS仿真系统上进行仿真验证,试验结果良好.由于南方电网的几条直流输电工程的控制策略相似,所以该研究成果对南方电网其他直流输电工程也有借鉴和参考的价值.     

混合直流输电系统无功协调控制策略优化

针对多回直流落点于同一交流系统,且其中有一回或几回直流为柔性直流工程,构成混合多馈入直流输电系统的发展趋势,建立了一种并联混合型直流输电模型。传统直流输电工程无功控制中的gamma-kick功能用以减轻滤波器投切瞬间对交流系统造成的无功冲击及电压扰动,但该种控制功能以增大关断角,牺牲运行经济性为代价;在并联混合直流输电系统中,通过对柔性直流单元与滤波器投切的协调控制,将滤波器投切过程中馈入交流系统的阶跃型无功功率等效置换成斜线型无功功率,可以减少无功冲击和电压扰动,取代gamma-kick功能。在PSCAD/EMTDC中进行仿真建模,并以电压变化绝对值和电压暂态变化率为指标,对换流母线电压的波动进行定量分析,验证了无功协调控制功能的有效性。     

高压直流输电系统交流滤波器故障与保护分析

高压直流输电系统中的交流滤波器,兼具限制谐波电流及无功补偿的双重作用,其可靠运行直接影响整个直流输电系统的安全与稳定。对交流滤波器的短路故障、电容器损坏、设备过负荷、滤波器失谐等故障进行了故障机理分析。通过故障分析和EMTDC/PSCAD仿真,对各故障可配置的保护进行了系统的研究,指出了各保护的特点及存在的不足,为实际直流工程中交流滤波器保护的选型与配置提供了理论指导。     

交流滤波器电容器不平衡保护在南方电网直流输电系统中的应用

根据交流滤波器中电容器的常见接线方式和电容器损坏后的故障特征讲述了电容器不平衡保护的基本原理。对南方电网各直流输电工程中所实际采用的交流滤波器电容器不平衡保护的原理进行介绍,如桥差过流保护、比值不平衡保护和不平衡计数保护。由于在实际运行中电容器不平衡保护曾多次误动,结合实例重点分析了投入交流滤波器瞬间的涌流对保护的影响,以及采用POW装置、合理设置保护配合的改进措施。     

750 kV/±800 kV输电工程交流滤波器暂态定值研究

特高压直流输电工程换流器运行中会产生大量谐波,对电力系统稳定和通信线路运行等均会造成不良影响.加装交流滤波器可以有效地降低换流器谐波危害,提高系统运行可靠性,同时补偿换流器运行中所需的无功.为了使交流滤波器在各种工况下都能安全运行,必须合理地配置避雷器并确定交流滤波器的绝缘配合方案.750 kV/±800 kV接入方案是±800 kV特高压直流输电工程最新的接入交流方案,首次根据特高压直流输电工程功能规范书的要求和交流滤波器元件参数特性,选取最严酷的运行工况,计算了交流滤波器暂态负荷情况,研究了交流滤波器内各元件电容、电抗、电阻以及避雷器的暂态电流、电压和能量,确定了交流滤波器各元件的绝缘水平和避雷器参数配置.研究表明,±800 kV特高压直流直接接入750 kV交流系统,合理配置交流滤波器避雷器可以有效降低滤波器设备内各元件的保护水平,同时满足特高压直流输电工程安全运行要求.研究结果可为工程建设提供技术支持.     

贵广二回直流输电工程自主创新成果

结合贵广二回直流输电工程自主化的实践,介绍南方电网技术研究中心在直流输电工程自主创新中成果,包括直流输电技术自主化整体情况和关键技术的自主创新成果。直流输电技术自主化涵盖了系统研究,成套设计、直流控制保护系统的动态性能和功能试验以及直流换流站的站调试和系统调试。关键技术的自主创新表现在高压直流输电基本设计软件包、换流站主控楼和阀厅结构设计、系统研究关键技术、直流输电系统共用接地板设计和大规模RTDS实时数字仿真技术。     

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。     

交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响

由于交直流系统的相互作用，在交流输电系统中出现暂态功率倒向并导致纵联方向保护误动事件的实例已经出现。基于国际大电网会议（CIGRE）直流输电标准测试系统，研究当逆变侧交流系统故障时，直流输电系统的响应特性及交流输电系统的故障电气特征。分析了交直流互联电网环境下，在交流系统故障的暂态过程中暂态功率倒向的机理、交流故障特征量的变化及对继电保护的影响，并提出了可采取的技术措施。     

直流输电系统100 Hz保护的相关问题研究

运行经验表明,在距离换流站较远的地方发生交流系统故障,仍有可能导致换流站内100Hz保护动作。从直流线路电流中100Hz分量的产生机理着手,提出100Hz保护主要作为交流系统故障时直流的后备保护,不需考虑交直流系统及阀故障时直流设备的过负荷能力,保护动作延时只需考虑交流系统后备保护清除故障时间的原则,并就直流100Hz电流长时间存在时对阀、换流变等直流设备以及系统功率波动的影响进行了深入分析,结果显示不会对现有直流设备造成危害。新的100Hz保护设置原则已用于天广、高肇、兴安直流工程。     

多馈入系统直流间耦合程度量化表征方法

目前多回超/特高压直流馈入华东电网,交直流系统之间交互作用及耦合复杂。为了量化表征多馈入直流间耦合程度,提出了多馈入直流系统的交流电压畸变耦合系数。通过计算一回直流内部故障引起其余直流逆变站换流母线交流电压的畸变程度,得到多直流间耦合系数。该耦合系数包含了直流输送容量对交流系统的影响、不同技术路线直流控制系统内部控制环节响应特性差异以及直流逆变站之间交流电网的阻抗特性等因素的综合评估。利用耦合系数提出耦合区域的概念,可用于评估多回直流同时换相失败的风险。以华东电网多馈入系统为例进行了仿真验证,结果表明所提出的耦合系数以及耦合区域表征形态与实际运行中的情况基本相符,该系数能为直流的规划和运行提供重要的技术参考。     

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。     

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。     

容错控制在电力系统中的应用研究综述

对容错控制在电力系统中的应用研究进行了综述,简要回顾了容错控制的发展历程,阐述了电力系统中容错控制研究的意义和价值,分析了电力系统中应用容错控制的特点,较全面地介绍了其在励磁系统、调速系统、高压直流输电系统、监控系统、FACTS装置和继电保护装置中的应用研究现状。根据电力系统的特点和要求,指出了容错控制研究目前存在的问题和未来发展方向。     

葛南直流输电系统2006年运行及异常情况总结

葛(洲坝)—南(桥)直流输电系统是首次由我国自主完成控制保护系统改造的±500 kV长距离、大容量和超高压直流输电工程。统计了葛南直流输电系统2006年的主要运行指标，分析了运行中发生的原因较为复杂且具有代表性的多项事件，并提出相应的对策和建议。这些经验同样适用于其他高压直流输电系统，有助于提升我国高压直流输电工程的设计、调试和运行水平。     

高压直流输电系统的保护策略

直流系统保护策略是直流输电工程系统研究和控制保护系统设计的重要组成部分，其目标是保护设备，避免故障或异常工况造成的设备损坏和影响直流输电。高压直流输电系统可能的故障工况包括挟流阀故障、直流部分故障和交流部分的故障，直流系统在不同的故障情况下表现出一定的特性，根据直流系统运行特点和故障特性提出了高压直流输电系统的保护策略。文章以三常高压直流输电工程为例详细说明了长距离直流输电系统的保护策略，包括功能配置、保护原理、保护动作的处理方式以及控制保护系统仿真研究所采用的手段，并在此基础上时高压直流系统保护策略进行了总结。     

多馈入直流输电系统功率稳定性分析

直流输电系统的功率输送能力主要受所联交流系统强度的限制,单条直流系统的功率输送能力和功率稳定已有较多的研究。随着多馈入直流系统的出现,直流系统间的复杂相互作用使得多馈入直流系统的功率稳定性更为复杂。以两馈入直流系统为基础,研究多馈入直流系统运行状态变化、直流间耦合程度以及多馈入短路比大小对多馈入直流系统功率稳定性的影响。分析结果表明,在多馈入直流系统中,减小所联直流系统电流、减小直流系统间电气距离、增大所联系统多馈入短路比均能有效增大直流系统的功率稳定裕度、提高功率输送能力和最大直流功率。