大容量可控关断的直流输电用电流源型换流器研究综述

可控关断的电流源型换流器（current source converter,CSC）相较于LCC和VSC具有较好的技术优势,逆阻型大功率可关断半导体器件的快速发展为CSC在高压直流输电领域的应用提供了发展契机。针对现有CSC的拓扑、调制方法的优缺点进行调研和对比,分析总结出适用于高压直流输电的LCC-CSC拓扑和特定谐波消除调制方法。将基于LCC-CSC的混合直流输电系统与LCC和VSC进行多方位的对比分析,对LCC-CSC的技术优点、存在的问题及未来研究的方向进行了总结,为CSC在高压直流输电的工程应用提供前期研究基础。     

混合式直流断路器合成开断试验方法及等效研究

国际上已开发出多种混合式高压直流断路器,并完成工程应用,其在多端和直流电网应用前景广阔。短路电流开断能力是直流断路器的核心性能,而直流开断过程同时存在大电流、高电压和强能量,造成在试验室中等效复现开断应力极为困难。国际上至今尚未形成统一的等效开断试验标准,试验容量与等效性关系也缺少理论研究和定量分析。该文基于混合式直流断路器开断原理,提取开断过程分阶段等效应力,揭示试验容量与等效性数学关系,奠定试验电路参数设计及等效分析的理论基础。进一步提出双频电流源合成开断试验方法,完成关键等效应力数学解析与试验电路参数最优设计,开展试验应力仿真验证及等效性对比分析。研究表明,双频电流源合成等效试验方法可实现混合式直流断路器开断电应力全等效,技术经济性良好,对开断试验装置开发及标准制定具有指导意义。     

球墨铸铁齿轮断齿的原因分析及防止措施

介绍了球墨铸铁齿轮铸件的结构及原生产工艺,详细阐述了铸件在使用过程中出现的断齿问题,通过对客户反馈的图片及铸件实物分析,确定齿轮断齿的原因是球化衰退,并从孕育处理、操作细节、浇注温度及浇注时间方面进行了原因分析,提出了防止球化衰退的措施:(1)加强孕育控制,将75SiFe孕育剂加入量增至0.9%~1.1%,分3次孕育,并增加BaSiFe孕育剂进行随流孕育;(2)将球化处理温度控制在1 470~1 500℃;(3)控制浇注时间在10 min以内。经过半年的生产实践,齿轮断齿问题得到了解决。     

混合式高压直流断路器数据监测平台的研制

为了监视和控制级联全桥混合型直流断路器,为设备选型、断路器故障分析等提供实测数据,在介绍国网智能电网研究院研发的级联全桥混合型直流断路器工作原理基础上,总结高压电力电子器件的高压建模和结温计算所需数据,设计出一套实用的高压直流断路器监测平台。该监测平台采用Labview进行界面开发,具有全面的遥测、遥信显示记录功能和高频率采样的故障录波功能,能够在线计算IGBT和其并联二极管的结温,并经实验验证了监测平台的运行效果。     

A—A／O法生物脱氮技术浅析

根据本钢焦化厂360万t／a焦化污水的特点，详细叙述了生物脱氯工艺流程的比较和选择，介绍了该项目目前运行调试的情况和实施后收到的环境效益。     

电压源高压直流输电离散模型及其控制策略

针对电压源高压直流输电(VSC-HVDC)数字离散控制系统，推导了dq同步旋转坐标系下的VSC-HVDC的离散状态空间模型，研究了其离散电流内环控制器和外环控制器模型。为补偿离散模型的采样延时，提出基于Smith状态预估器的电流内环控制策略，并根据预估信号误差提出基于估计误差增益反馈的改进Smith状态预估器控制并应用于电流内环控制。基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了VSC-HVDC模型及其离散化控制器模型。仿真结论验证了离散模型的正确性以及控制策略的有效性。     

裕隆换流站换流阀阀基电子设备投旁通对故障的研究

针对投旁通对结束时因脉冲频率转换产生延时而出现误触发的问题,提出一种基于最短作业优先算法[1]的控制策略,核心思想是投旁通对结束后不直接检测信号的频率是10 kHz 还是1 MHz,而是先在程序上认为投旁通对命令(bypass pair order,BPPO)有0、1两种状态,BPPO 信号为1 MHz 时置为1,其他时候均置为0.如果检测到 BPPO 的状态不为1,则认为投旁通对结束.此过程只需延时几μs,由于延时时间较短,在此期间识别不出控制脉冲,可以有效地避免误触发的发生.基于这种改进控制策略设计的阀基电子设备已经在实时数字仿真器联调试验中得到应用.试验结果表明该控制策略能有效消除原保护方法因误触发而产生的短路电流,减小了系统误动作的机率     

±800kV/4750A特高压直流输电换流阀研制

中国电力科学研究院成功研制了具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流换流阀,并通过了型式试验。分析换流阀研制所涉及的基础理论和关键技术。从工作原理、运行工况、电气拓扑和宽频模型等角度完成对换流阀的物理解构;研究换流阀设计开发工作所涉及的暂态电磁特性分析技术、非线性组件协调配合技术、晶闸管反向恢复过程的解析逼近与动态仿真模型、抗震设计技术、换流阀系统热力场分析与冷却技术、自适应换流阀触发监控系统等系列关键技术。从关键零部件、阀模块样机及阀塔样机研制3个层面分析换流阀样机的主要设计理念、设计原则和技术特点。     

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。     

VSC-HVDC离散模型及其不平衡控制策略

针对常规控制下电压源换流器(VSC)对交流电网电压不平衡的敏感特性,避免电网电压不平衡引起的直流侧电压二次脉动通过直流线路传播到相邻换流站,该文对VSC进行功率分析并研究其不平衡控制策略。在对VSC进行功率特性分析的基础上,采用了网侧功率节点控制并补偿换流电抗和损耗电阻二倍频功率的不平衡控制策略。同时针对工业现场微机控制器,推导了基于双序矢量电流控制器(DVCC)的离散化内环控制模型、Smith预估补偿器模型和外环控制模型。基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)离散模型,对外环功率指令阶跃以及两端换流站分别发生电网不平衡故障进行仿真,仿真结论验证了本文离散模型以及不平衡控制策略的有效性。