交直流混联电网工频变化量距离保护动作特性分析

分析了交直流混联电网中工频变化量距离保护的动作特性.换流站附近交流线路发生故障时,由于控制系统的快速调节,直流侧对外表现为弱电源系统,具有弱馈的特点.工频变化量距离保护的动作范围与系统等值阻抗和整定阻抗之比有关,该比值越大,保护动作范围就越小.因此,直流系统的存在会造成工频变化量距离保护动作范围大幅缩小甚至没有保护范围.最后,以实时数字仿真器试验数据验证了理论分析的正确性.     

交直流混联电网过电压保护应用分析

在交直流混联电网中,由于交流侧断路器跳闸或直流侧换流器闭锁造成的甩负荷经常会引起严重的工频过电压.目前,直流系统及交流电网均配置有过电压保护,但在实际应用中往往缺乏相互协调和配合,从而可能导致不正确动作.文中通过一起过电压保护误动事故的分析,指出交直流混联电网两侧过电压保护定值应满足选择性要求,并提出了整定配合原则.该...     

交直流混联电网中变压器直流偏磁特性分析

在分析变压器直流偏磁原理的基础上,应用PSCAD电磁暂态仿真软件分析了直流偏磁对变压器励磁电流的影响。现场实测了直流输电单极和双极两种运行状态下变压器中性点电流、直流偏磁引起的母线谐波、变压器振动和噪声。经过仿真与实测的综合分析得出,变压器中性点电流超过变压器额定电流的5%时就会引起励磁电流的严重畸变。直流偏磁对变压器低压侧的影响最大,已经出现明显位移,高压侧和中压侧虽然位移变化不大,但速度和加速度最大增幅达8～9倍,变压器遭受了很大的冲击力。最后建议采用中性点串接电容的方法来限制直流偏磁。     

交直流混联电网下直流输电系统运行面临的挑战及对策

目前,国家电网公司已经投运了十三回特高压直流输电工程和多回常规直流、柔性直流工程,实现了大区电网之间利用远距离直流和背靠背直流的异步互联,形成了复杂的大型交直流混联系统.该文从直流输电控制保护基本特性出发,分析了直流系统与交流系统、直流系统与新能源之间的相互影响以及直流系统对电网三道防线的影响,总结了近年来由于多回大容...     

交直流混联电网换相失败分类及抑制措施研究综述

交直流混联电网是我国电网发展的新形态,然而换相失败在新的电网形态中表现形式更加复杂多变,对系统的安全稳定运行造成了巨大的隐患。首先根据换相失败的表现形式将其分类并定义,然后分别针对阀级换相失败和系统级换相失败,综述了目前已提出的相关抑制措施;最后,从交直流混联电网复杂的交互特性入手,分别对换相失败快速预测和提前触发控制、换相失败传播机理以及多换流站广域协调控制策略三个方面,给出了未来关于换相失败相关研究值得探索的方向。     

柔性交直流混联电网系统级可靠性评估

直流孤岛方式下,直流送端与交流电网之间没有直接的电气联系,减小了对交流系统的影响,提高了远距离输电的稳定性。与此同时,交直流混联电网可以更大范围均衡潮流,提高可再生能源的接入范围,是未来电网的一个重要发展趋势。然而,目前针对实际电网在交直流混联、直流孤岛方式下的可靠性评估的研究较少,2种方式对交流主网的可靠性影响未知。因此,该文基于多端柔性直流互联装置可靠性模型建立了交直流混联、直流孤岛2种方式下的可靠性评估模型。在此基础上,结合张北地区新能源接入案例,通过定性、定量分析了交直流混联及直流孤岛方式下,张北柔性直流系统接入对北京电网的可靠性影响。算例结果表明,张北柔性直流系统通过交直流混联或直流孤岛方式接入不会影响北京电网的可靠性。     

混联式直流电网的协调控制策略

为解决传统电网换相高压直流输电与电压源换流器高压直流输电在直流电网中的混联问题,针对一种新型的混联直流输电系统进行了研究。该系统是整流侧采用模块化多电平换流器、逆变侧采用晶闸管换流器的四端双极混联直流电网。推导了该系统稳态时的数学模型,针对其逆变侧易发生换相失败的问题,设计了新的抑制换相失败的协调控制策略。在整流侧换流站中通过低压限压和低压限功率控制的配合,抑制逆变侧故障电流的增大,从而减小换相失败发生的概率。在PSCAD/EMTDC中对该混联直流电网的稳态和暂态特性进行了仿真分析,仿真结果证明了所提控制策略的有效性。     

基于参数识别的纵联保护在交直流混联电网中的应用研究

为分析线路差动保护对交直流混联电网的适应性,利用RTDS试验数据仿真了在直流系统换相失败、交流线路区外故障以及区内高阻接地故障时线路差动保护的动作特性,结果显示线路差动保护在上述情况下存在可靠性不高或灵敏度下降的问题。差动电流频谱分析表明,流过线路并联电抗器的非周期分量和低频分量是造成保护动作性能降低的原因。为此,采用参数识别的思想提出了一种基于并联电抗器的纵联保护原理,将内部和外部故障的模型统一简化为电感模型,通过比较模型中电感参数的符号和幅值来区分内部和外部故障。RTDS试验数据表明,该方法能可靠区分内部和外部故障,有效克服了电流中非周期分量和低频分量的影响,证明了新原理的正确性和有效性。     

特高压交直流混联输电及稳定运行综述

近年来,我国电力系统的电压等级不断提升,电网规模不断扩大,尤其是高压交直流混联系统给电力系统稳定运行带来了一系列问题。阐述发展特高压输电的动因,分析比较交流输电和直流输电的性能,总结我国特高压交直流的建设成果,介绍特高压交直流混联电网运行稳定问题和交直流的相互影响。当高压直流电网接入交流电网后,对其安全稳定运行提出了挑战,根据存在问题提出建议,保障大电网安全可靠运行。     

交直流混联电网系统保护策略校核与辅助决策方法

随着交直流混联电网的快速发展,系统保护策略成为保障跨区互联电网安全稳定运行的重要措施。由于系统运行环境多变,需根据电网实时运行状态与预想故障,对系统保护策略进行校核。通过研究多类型数据提取与关联匹配方法实现安控可调资源的在线跟踪与集成;提出逻辑校核与指标校核方法,对系统保护策略的有效性与合理性进行评估;基于校核结果,提出多直流紧急控制、抽蓄切泵、切负荷等多控制资源的协调策略,为电网调度提供参考。最后基于IEEE 39节点标准算例构造的两区四直流互联电网与山东电网模型,验证在直流闭锁故障下,系统保护策略校核与辅助决策方法的有效性。     

发电机失磁保护和失步保护的冲突与协调

发电机失磁和失步保护都运用故障时的阻抗变化轨迹特性作为阻抗判据,因而两者的动作阻抗区域可能会有部分重叠,造成失磁和失步保护的逻辑运算冲突.文中提出通过修正阻抗圆或增加方向闭锁判据来解决失磁和失步保护在阻抗坐标平面第三象限可能会发生冲突的问题,具体做法是削去失磁阻抗的左半圆或者在阻抗坐标平面第三象限通过判断阻抗变化方向来防止失磁保护在失步故障时抢动.     

基于Matlab/Simulink的直流输电系统异常引起的发电机组失步保护动作仿真分析

某直流输电工程站间无通信情况下逆变站手动紧急停运试验时,逆变侧紧急停运后,整流站没有及时闭锁,引起整流侧交流系统振荡,导致某电厂发电机组失步保护动作于停机.基于事故期间的PMU装置采集到的发电机组机端电流、电压的幅值和相角,根据失步发电机参数进行三阻抗元件失步保护整定计算,利用Matlab/Sinmulnk成功再现了事故发生时发电机机端测量阻抗顺序穿越三阻抗元件动作区域的全过程,根据仿真结果分析了发电机失步原因,提出了合理的改进措施.     

基于交直流保护协同配合的交直流碰线保护新方案

交直流混联电网迅速发展,交直流碰线故障成为其特有故障类型。以不同类型交直流碰线故障为研究对象,着眼于故障隔离至线路重合/重启全过程,揭示了现有交直流两系统相关保护出口动作逻辑存在的不足及风险,并进一步提出在交流侧设计并新增交直流碰线保护方案的新思路,通过构造一种可以反映直流系统等值阻抗相角特性的保护算法,实现交直流碰线故障识别。基于此,通过优化交流侧新增的交直流碰线保护和直流侧已配置的交直流碰线保护间的动作时序和逻辑配合关系,实现了交直流碰线故障下直流系统的自适应重启,避免了交流侧重合于永久性故障场景下直流线路首末端发生工频过电压的风险。在PSCAD/EMTDC平台中搭建交直流碰线故障的仿真模型并进行大量仿真实验,仿真结果验证了所提交直流碰线保护新方案的可行性。     

直流回路一点接地和交直流串扰引起保护误动及其对策

分析了直流回路一点接地和交直流回路相互串扰引起高压、超高压,致使保护误动作,以及直流回路一点接地引起变压器非电量保护误动作的原因,认为其根本原因在于直流控制回路的电缆过长,分布电容过大.当直流回路发生一点接地或直流回路通过交流回路串扰接地时,分布电容发生瞬时放电,形成干扰源,引起保护出口中间继电器动作,是此类保护误动作的根本原因.给出了针对此类干扰的几种解决方案:缩短直流控制电缆的长度或采用光缆代替电缆,提高出口中间继电器和断路器跳闸线圈电压,用直流继电器代替光电隔离元件.     

交直流混联系统对变压器保护性能的影响及解决措施

在交直流混联系统中,直流偏磁和换相失败都会对变压器差动保护产生不利影响.以西北电网交直流混联系统为分析对象,分别研究了变压器差动保护在这2种情况下的运行性能.仿真数据表明:直流偏磁严重的变压器发生区内弱故障时,差动电流中的2次谐波将会引起变压器差动保护拒动;直流系统换相失败时,交流系统电流可以看成一个谐波源,此时发生内部故障时,变压器差动保护也会由于差动电流中2次谐波的存在而使保护拒动.为了解决这些问题,文中采用了基于故障分量综合阻抗的保护方案.理论分析和仿真验证都表明新方案在变压器直流偏磁或换相失败时仍然具有很高的灵敏度和可靠性.     

复杂交直流系统的双时标混合协调仿真

现代复杂交直流电网的发展对电力系统的建模技术提出了更高的要求,模型应表现出大规模系统的动态特性,又可对系统的重要元件进行精确分析。为此,文中提出了用于交直流系统的双时标混合协调仿真算法。综合机电暂态和电磁暂态分析方法的优点,在空间上针对复杂交直流系统分析的特点对系统模型进行合理分割,子系统之间采用双向反馈数据接口。利用多速计算、虚拟支路等技术,应用于通用的仿真软件平台上。文中采用双时标混合协调仿真法对南方电网的实际工程数据进行了分析和计算,仿真中可以体现大系统内的晶闸管等非线性元件的特性。试验结果表明了该仿真手段的可行性和有效性。     

基于ADPSS新一代仿真平台的大规模交直流电网数模混合仿真

我国电网已成为世界上运行特性最复杂、控制难度最大的电网,基于ADPSS新一代仿真平台构建大规模交直流电网数模混合仿真系统,开展直流控制保护闭环仿真试验研究及进行交直流相互影响的分析工作,对提高直流输电系统及交流电网正常、故障、异常运行工况条件下主要电气量以及相关运行数据的仿真分析水平,有十分重要的现实意义.该文介绍了该...