柔直不同无功控制模式对某电网异步联网后电网运行的影响

基于电压源换流器(VSC)的柔性直流输电(HVDC Flexible)技术在能源领域已经得到越来越多的重视和应用,是新一代高压直流输电技术。由于近年来智能电网技术的发展和应用的需要,柔性直流输电技术在国内外得到普遍的重视。通过对柔性直流输电系统在不同控制模式下某电网异步联网后的运行情况进行分析,得出不同条件对于系统的影响。通过对系统采用的柔性直流系统的无功控制策略进行分析,主要包括对柔性直流系统与AVC(电压无功控制)的协调控制策略、系统级无功控制策略的分析研究,柔性直流系统的保护部分设计原则是按面向物理或逻辑对象的原则进行功能配置,不同对象的功能之间尽可能少地交换信息,某一对象异常不影响其它对象功能的正常运行,从多个方面对系统提出了具体控制措施。最后阐述了某省应用柔直背靠背异步联网的具体方案,通过柔性直流输电不同无功控制模式下某电网异步联网后的交流系统稳定情况,电网暂态电压运行情况以及系统稳定情况进行对比,并从电压稳定性、暂态电压敏感性等多个方面具体分析,得出不同无功控制模式对于电网运行的影响。     

背靠背直流输电技术及其在鲁西异步联网工程中的应用

背靠背直流输电技术可用于异步电网互联,文章介绍了背靠背直流输电系统的特点及世界上已投运的背靠背直流输电工程的情况。结合南方电网的首个背靠背直流工程——云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程(简称鲁西异步联网工程),介绍了常规直流与柔性直流组合的系统方案,包括单元接线方式、主要运行方式、主设备参数、换流站占地面积等,最后总结了鲁西异步联网工程的关键技术及创新点。     

基于ADPSS大区电网混合仿真的直流系统辅助控制建模

在基于ADPSS的大区交直流电网混合仿真中,直流输电控制模型不够完善,影响直流系统的运行特性。对直流控制器原理进行研究,探讨了直流系统无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系,利用程序自定义功能,建立了考虑分接头调整和无功补偿装置投切联合控制的直流辅助控制模型。仿真分析了大区电网直流功率提升时辅助控制模型的动作特性,验证了模型的正确性和有效性。仿真结果表明,辅助控制模型能够维持换流站的无功平衡,将直流运行参数控制在合理范围内,减少“换相失败”发生的风险,适用于大规模电网的运行特性和协调控制研究。     

南方电网同步运行网架向异步运行网架的转变研究

研究论证了南方电网同步运行网架向异步运行网架转变的必要性和可行性,指出云南电网与南网主网实施异步联网,可有效化解南方交直流同步运行电网中多回直流极闭锁等复杂故障引起的系统失稳风险,显著提升南网主网功角稳定性。同时,建立预防频率失稳的三道技术防线,即直流输电频率限制控制与发电机组调速器、响应故障事件的集中式切机、响应频率变化的分布式多轮次切机,可保障异步联网后云南电网的频率稳定性。此外,分析了实现云南异步联网的两个直流集中馈入弱交流系统引发的换流站无功补偿小组容量小数量多的问题,以及交流故障后直流振荡闭锁的问题,提出了综合应用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)、串联补偿、柔性直流和常规直流相结合的解决措施。     

背靠背直流输电系统的QPC功能策略优化

直流输电系统低功率运行时,换流器消耗的无功小于交流滤波器提供的无功.直流低负荷无功控制QPC通过调大触发角或熄弧角来增大换流器的无功消耗,抑制无功过剩,但整流侧因分接开关过应力的限制,常使换流器消耗过剩,无功能力受限.利用背靠背直流工程无直流线路、直流电压无需严格控制的特点,对QPC功能策略进行了优化,通过降低直流电压,增大整流侧QPC功能的调节范围.在RTDS实时数字仿真平台上基于实际直流工程模型进行验证,结果表明优化后的QPC功能策略能有效增大整流侧无功调节范围,从而改善整流侧无功过剩对交流系统的影响.     

定熄弧角控制器对直流输电系统的影响分析

为揭示直流输电系统分层控制中极控制层定熄弧角控制环节对系统运行特性的影响,分析了熄弧角指令值的变化对直流输电系统稳态运行工况、无功特性和换相失败的影响,并基于CIGRE直流输电标准测试系统,运用电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC对理论分析结果进行了仿真验证.结果表明,定熄弧角控制器能改善交直流输电系统运行的稳定性,维持系统无功平衡,保证逆变器关断裕度以阻止换相失败的发生.     

基于RTDS的云南电网与南方电网主网异步联网运行控制特性分析

云南电网与南方电网主网异步联网后电网结构与特性将发生重大变化,频率问题将成为电网运行的主要风险。基于南方电网交直流并联实时仿真平台,搭建了云南电网和南方电网主网异步联网运行方式下的交直流仿真系统。考虑机组一次调频、直流频率限制控制器、安全稳定控制等频率控制手段,对异步联网后系统大扰动下云南电网的频率响应及直流控制响应进行了全面的仿真分析。通过与现场验证试验对比,优化机组调速系统与水轮机模型,提高了仿真系统对南方电网异步联网运行控制特性模拟的精度,为推进云南电网和南方电网主网异步联网工程提供了技术支持。     

高压直流低负荷无功优化功能运行分析

高压和特高压直流输电系统中的低负荷无功优化功能对换流站及邻近厂站的电压调控有着非常重要的作用.文中介绍了高压直流低负荷无功优化功能的原理及其在南方电网高压和特高压直流输电系统中的2种不同实现方式,分析了该功能的实际运行特性和应用效果.结合整流换流站及邻近厂站注入无功与电压灵敏度分析计算,验证了在直流低功率运行时低负荷无功优化功能对减少直流向交流系统注入的过剩无功、改善系统电压水平、丰富电压调控手段方面的积极作用和实际效果.实际应用表明,低负荷无功优化功能可以明显改善直流启停和低负荷运行时的系统电压.最后就实际运行对如何进一步完善该功能进行了分析,并提出了相关建议.     

云南电网与南方电网主网异步联网实施阶段的系统风险分析

云南电网与南方电网主网异步联网实施期间,系统稳定特性将会发生显著变化。异步联网实施期间云南电力送出断面需要断开不同的500 k V交流联络线,同时由于鲁西背靠背直流、永富直流工程投产时间的不确定性,不同的异步联网过渡方案将影响电力系统的安全稳定。为了降低系统运行风险,本文提出了异步联网工程实施阶段的过渡运行方式,分析了系统稳定特性的变化规律,重点研究了电力系统稳定控制的系统适应性、第三道防线的配置、鲁西背靠背和永富直流的工程调试等方面,为提高电力系统安全稳定水平提出了合理建议。     

异步联网工程柔性直流测量异常导致功率反转机理分析和优化策略研究

云南电网与南网主网直流背靠背异步联网工程中采用了柔性直流输电技术,针对异步联网工程柔性直流因直流电压测量异常导致功率反转的问题进行了分析。在现有异步联网工程柔性直流输电系统控制器结构的基础上,通过理论分析得到了发生功率反转时测量偏差系数的临界值和功率反转期间直流电压的真实值计算方法;提出了逆变侧只采用定有功功率控制且选取整流侧和逆变侧计算的有功功率较大者作为控制器功率测量值输入的优化策略。通过异步联网工程柔性直流的EMTDC仿真模型,验证了所提优化策略的有效性和可行性。     

云南电网与南方电网主网异步联网系统方案研究

鲁西背靠背直流与观音岩直流工程是云南电网与南方电网主网异步联网的依托工程,分析了因两回直流逆变侧均为弱交流系统,且两回直流之间电气距离较近,存在交流故障导致直流不够稳定,以及无功小组容量偏小等问题。提出了加强交流系统、控制直流之间的电气距离、加装动态无功补偿装置、采用柔性直流与常规直流组合并利用柔性直流提供动态无功补偿等的综合解决方案,电磁暂态仿真证明了该综合方案的有效性。     

高岭背靠背工程换流阀电气设计

高压直流背靠背工程的主要用途就是使不同电压等级和频率的两大交流系统联网,其中换流阀是换流站中的主要设备,它的作用是把交流电力变换成直流电力,或者实现逆变换.针对高岭背靠背工程±125 kV换流阀电气设计主参数要求,依据换流阀技术规范,通过模拟仿真分析计算,优化了的晶闸管参数,计算出单阀晶闸管串联数、阻尼电阻、阻尼电容、...     

高压直流系统低功率运行时的无功控制策略

直流系统低功率运行时受端无功严重过剩,电网稳态电压偏高问题十分严重。对直流系统低功率运行时无功控制策略进行探讨,推导了无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系,计算受端换流站关断角和换流变分接头调节措施对直流无功功率消耗的影响,提出利用直流系统无功消耗的非线性,提高最小关断角可以吸收多余无功,有效解决直流系统低功率运行时的交流电网电压升高问题。     

政平换流站的无功功率控制

龙泉-政平±500kV直流输电系统自2003年6月正式投运,起着联系华中和华东两大区域电网的重要作用,研究其无功功率控制软件RPC的功能、结构和控制方法对其安全可靠运行和其他直流输电工程建设有着重要意义。为此介绍了政平换流站绝对最少滤波器等控制功能的控制模式。并简要说明了该站无功功率控制系统运行情况,指出需注意的问题以供同行业参考。     

模块化多电平换流器的主动谐波谐振抑制策略

联接云南电网与南方电网主网的鲁西背靠背直流异步联网工程异步联网工程投产初期,广西侧送出交流线路受故障影响仅剩一回,随后广西侧母线电压和输出电流中出现了频率为1 270 Hz的谐波分量,引起柔性直流单元换流变压器分接开关频繁动作,最终导致柔性直流单元跳闸。首先,从鲁西背靠背直流异步联网工程高频谐振事件入手,分析大容量模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)与交流系统的谐振机理;接着,给出了MMC谐波阻抗的计算方法,利用阻抗分析法分析了高频谐振的条件,并提出MMC的控制结构改进方法,有效抑制了其输出电流的高频谐波分量;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真对谐振事故现象进行了复现,证明了所提抑制策略可以实现对高频谐波谐振的有效抑制。     

国家电网公司灵宝背靠背工程实现完全国产化

我国第1个完全国产化的直流工程——西北—华中联网灵宝背靠背工程对于实现全国联网,振兴民族制造业,提高直流输电装备水平具有重大意义。该工程坚持自主创新原则,从工程组织建设、系统设计、设备成套设计、工程设计到设备制造采购、工程施工和调试全部立足国内,全面实现了国产化要求。该工程坚持管理创新和高质量、高标准验收,建设和运行均达到了国际先进水平,对于加快建设坚强国家电网,具有重要的试验、示范作用。     

高压直流换流站无功补偿装置及其特性分析

高压直流换流站无功补偿是高压直流输电工程设计的重要内容,从换流站无功补偿装置和换流站无功调节与控制两个方面介绍高压直流输电换流站无功配置的方法,并从稳态和动态的角度分析了各种无功配置方法的性能。总结了并联型无功补偿装置及串联型无功补偿装置的原理、特点和应用,简述了利用交流系统无功支持能力和变压器抽头调节及触发角调节无功。确定了换流站无功补偿应选择合理的无功补偿装置并充分利用交流系统的无功支持能力和高压直流系统调节综合控制换流站无功。     

基于背靠背 VSC-HVDC 电网间同期并列装置实现UPFC 的仿真研究

基于电压源型换流器(VSC)能够同时独立控制有功功率和无功功率的原理,对背靠背VSC-HVDC同期并网装置结构和统一潮流控制器(UPFC)电路主拓扑结构进行分析,提出一种基于功率传递方式实现电网并网与UPFC功能相结合的控制策略。电压源型换流器完成同期并网操作后,采用断路器状态作为特征信号闭锁并联侧和串联侧的换流器,通过相关电气设备的操作完成UPFC结构的转换,改变换流器控制策略以实现潮流调节功能。同一装置在不同模式下实现多种功能,提高了电力系统的稳定性和自动化程度,增加设备的使用率。本文利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了该方法的有效性和可行性。