特高压直流输电系统可靠性和可用率指标研究

金沙江一期直流外送工程每个直流系统额定功率高达6 400 MW,具有主接线复杂、输电距离长、可靠性要求高的特点.在送端,向家坝和溪洛渡左、右岸3个换流站相互之间联系紧密,任何一个直流系统故障都将会对其他直流系统乃至整个送端电网产生影响.对于受端电网,特高压直流系统输送的6 400 MW是一个很大的受电功率,即使失去直流单极,也会对电网产生不小的冲击.因此,对于特高压直流系统而言,可靠性是一个不容忽视的问题.文章根据我国现有直流输电系统的运行经验和故障次数、可靠性数据的统计结果,分析我国已投入运行的高压直流输电系统故障设备及故障次数占比,并结合特高压直流输电系统的主接线形式和技术特点,分析并提出了特高压直流输电系统合理的可靠性指标.     

高压直流输电系统单双12脉接线可靠性对比研究

现代高压直流输电系统一般采用双极双桥的单12脉或双12脉接线方式。从接线方式、运行容量状态和等效模型三个方面对这两种接线方式进行了对比研究,并应用马尔科夫（Markov）过程和频率与持续时间法（FD法）对它们进行了可靠性量化评估分析,计算结果表明双12脉接线相对单12脉接线在系统运行效率和可靠性水平上有较大提高。同时进行了元件参数对系统可靠性影响的灵敏度分析研究,透过灵敏度指标可以深刻揭示影响系统可靠性的主要因素,为有效发现系统薄弱环节和提高系统的运行管理水平提供重要的参考信息和决策依据。     

高压直流输电系统单双12脉接线可靠性对比研究

现代高压直流输电系统一般采用双极双桥的单12脉或双12脉接线方式.从接线方式、运行容量状态和等效模型三个方面对这两种接线方式进行了对比研究,并应用马尔科夫(Markov)过程和频率与持续时间法(FD法)对它们进行了可靠性量化评估分析,计算结果表明双12脉接线相对单12脉接线在系统运行效率和可靠性水平上有较大提高.同时进行了元件参数对系统可靠性影响的灵敏度分析研究,透过灵敏度指标可以深刻揭示影响系统可靠性的主要因素,为有效发现系统薄弱环节和提高系统的运行管理水平提供重要的参考信息和决策依据.     

特高压直流输电系统可靠性和可用率研究

金沙江一期直流外送工程每个直流系统额定功率高达6400MW,具有主接线复杂、输电距离长、可靠性要求高的特点。在送端,向家坝和溪洛渡左、右岸3个换流站相互之间联系紧密,任何一个直流系统故障都将会对其他直流系统乃至整个送端电网产生影响。对于受端电网,特高压直流系统输送的6400MW是一个很大的受电功率,即使失去直流单极,也会对电网产生不小的冲击。对于特高压直流系统,可靠性是一个不容忽视的问题。根据我国现有直流输电系统的运行经验和故障次数、可靠性数据的统计结果,分析我国已投入运行的高压直流输电系统故障设备及故障次数占比,并结合特高压直流输电系统的主接线形式和技术特点,分析并提出了特高压直流输电系统合理的可靠性指标。     

提高特高压直流输电控制保护系统可靠性研究

为提高特高压直流输电控制保护系统的可靠性,从系统整体设计原则、直流控制分层、直流保护分区等方面提出了具体方案.着重说明了如何通过有效的对控制系统的分层及软件的合理分布降低相互之间的耦合,提高可靠性,以及如何通过对保护系统的分区来满足运行和维护的需求.最后说明了动模系统对于提高系统可靠性的必要性,并且通过在动模系统上的有效性验证说明了提出方案的正确性.     

特高压直流输电换流站主接线形式分析

介绍了特高压交直流输电系统换流站的多种接线方式,分析了换流站运行可靠性、分期建设及换流变压器的制造、运输等因素对交流侧的影响。并结合福建省特殊的地理气候环境,通过采用PSCAD电磁仿真软件进行分析验证。结果表明:双12脉动串联接线在目前情况下是一种较为适合的接线方式,其为规划中的由浙西接入福建电网的±800 k V、6 400 MW特高压直流输电系统的接线方式提供了参考。     

特高压直流输电系统的简化可靠性模型及其应用

可靠性是直流输电系统的重要性能参数,它主要取决于系统的电路拓扑结构和直流输电设备的可靠性。为提高特高压直流输电系统的可靠性,开展如下研究工作:通过状态合并方法,将特高压直流输电系统的运行状态简化为"运行(包括部分运行)"和"双极停运"两种状态,以简化系统的可靠性模型;基于Monte Carlo方法对特高压直流输电系统的可靠性进行定量评估;基于灵敏度分析方法,找出影响特高压直流输电系统可靠度的主要因素;基于各直流输电子系统可靠性指标提高单位百分点需要付出不同经济代价的假设,定量分配各直流输电子系统的可靠性指标,从而使整个直流输电系统因可靠性提高而付出的额外经济代价最小。经过分析可知,简化系统可靠性模型的计算误差是可接受的,满足工程应用需求。     

特高压直流输电线路常见故障分析与可靠性提升研究*

通过分析特高压直流线路工程常见的故障与缺陷,梳理影响线路安全运行的关键因素。影响线路安全稳定运行的故障主要由冰害、雷击等引起,缺陷主要来自跳线金具、引流线、地线金具等部位。针对特高压直流输电线路的常见故障与缺陷,从路径选择、气象条件、导地线、绝缘子和金具、杆塔设计等方面全方位地给出了提升线路可靠性的措施,可操作性强,能有效降低故障发生的概率。     

提高特高压直流输电系统可靠性的措施

随着我国经济的持续、高速发展,电力需求越来越大,长距离大容量直流输电项目越来越多,超高压、特高压直流输电系统的可靠性问题愈显重要。本文分析总结了已建±500kV换流站运行情况,分析各种典型故障原因及改善薄弱环节的措施。在对特高压直流输电工程特点和可靠性系统分析的基础上,提出了提高特高压直流输电系统可靠性的系列手段和方法,从而为新建特高压直流输电系统设计、运行和管理提供借鉴。     

特高压直流输电工程系统调试研究

简述了±800 kV特高压直流输电工程系统调试的主要技术内容和系统调试大纲。分析研究了±800 kV特高压直流输电工程系统调试前期准备工作内容;借鉴±500 kV直流工程系统调试的经验,对调试系统安全稳定进行初步分析,对直流系统电磁暂态过电压计算分析内容以及模拟仿真试验内容进行了阐述分析。根据上述分析结果和±800 kV特高压直流工程特点,首次在国内制定了目前直流电压等级最高的±800 kV直流输电工程系统调试方案内容。系统调试方案可以分为3个方案,第1为单换流器系统调试方案,第2为单极系统调试方案,第3为双极系统调试方案,并对系统调试试验项目的主要内容进行了分析和探讨。     

特高压直流单12脉动阀组的投退策略及其对交流系统无功冲击的影响

随着向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程的逐渐开展,研究了±800 kV特高压直流系统单12脉动阀组的投退策略,并比较了采取2种不同的策略投退单12脉动阀组时对交流系统的无功冲击。EMTDC仿真分析结果证实了这2种策略均能完成单12脉动阀组的正常投退,但不同的策略对交流系统的无功冲击不同,单12脉动阀组投退过程中直流电流保持4 000 A不变的策略对交流系统的无功冲击较高,另外一种先降低电流指令、投退单12脉动阀组,再恢复电流指令的策略对交流系统的无功冲击较低。     

特高压直流输电系统可靠性评估方法

特高压直流输电系统多采用每极两组12脉动换流器接线方式,为对采用此类接线方式直流输电系统的可靠性进行评估,本文根据特高压直流输电系统实际运行情况,采用状态空间法提出一种定量计算特高压直流输电系统可靠性的评估方法。该方法充分考虑到特高压直流系统接线方式和运行特点,可以较为准确地反映系统实际运行情况,为特高压直流输电工程建设及可靠性管理提供参考依据。     

并联换流器特高压直流输电系统可靠性研究

特高压直流输电工程输送容量大、送电距离远,其安全、可靠运行具有重要的现实意义。该文建立了并联换流器特高压直流输电系统的"故障树"模型,可以有效计算特高压直流输电系统的强迫能量不可用率和单、双极停运次数等可靠性指标;然后,提出了一种新的反映设备影响系统可靠性的灵敏度指标,可以有效发现钳制系统可靠运行的薄弱环节。最后,基于国家电网公司近10年的直流工程可靠性运行统计数据,对3种并联换流器特高压直流输电系统主接线方案,进行了可靠性指标计算和对比分析,并完成了设备影响系统可靠性指标的灵敏度分析,确定了影响系统强迫能量不可用率和单、双极停运次数的关键环节。结果表明,本研究能够确定可靠性高的并联换流器特高压直流输电系统拓扑结构,可以为提高特高压直流工程的可靠性提供重要的参考信息。     

云广直流输电工程换流阀多重阀单元型式试验研究

云广±800kV直流输电工程用换流阀是世界上第一个特高压直流输电用晶闸管换流阀,其型式试验尚无成熟的具体规范和要求。与±500kV及以下高压直流输电换流阀不一样,这种特高压换流阀是由2个12脉动的换流阀组串联组成,也不能简单地照搬前者的试验规范和要求。鉴此,重点讨论多重阀单元（MVU）类型Ⅲ（MVU连接在DC600kV与800kV之间）的试验方法,确定型式试验方案为：选择短接试验法;短接试验后再进行第二次双阀电压试验和3个MVU串联的试验。     

特高压直流输电线路等效干扰电流的计算以及影响因素的研究

高压直流输电工程中,常以等效干扰电流作为限制直流谐波水平的标准。为了计算出准确的等效干扰电流,利用3脉动模型,对特高压直流输电工程进行了建模,计算了不同的直流滤波系统参数的等效干扰电流,得出了等效干扰电流随直流滤波系统中各部分参数变化的规律,即:等效干扰电流随平波电抗器电感值的增大而减小,随中性线接地电容的增大而减小,随直流滤波器高压电容值的增加而减小,并分别得出了变化规律曲线;文中还给出了使等效干扰电流满足允许值要求的滤波系统参数。     

利用特高压直流输电系统提高四川电网的稳定水平

为满足川西水电外送,“十二五”期间国家电网公司将规划建设三直二交的交直流特高压电网。分析了西电东送交直流输电线路的送电能力以及交直流输电系统间的相互影响,重点分析了利用特高压直流输电系统间的不同特点,提高四川电网的稳定水平和川电东输送电能力。     

云广±800kV直流系统旁路断路器保护特性分析

云广±800kV直流系统采用双12脉动阀组串联的方式,设置了旁路断路器,通过旁路断路器的投退,实现对换流器单元的投切。针对在系统功能试验过程中发现的旁路断路器不正常运行情况,研究了旁路断路器特性及其保护、控制之间的配合问题,找到了带电解锁第二个阀组的有效方案并成功应用。     

我国特高压直流输电市场需求研究

根据我国能源分布与经济发达地区的不均衡性,阐述了今后能源大规模、远距离流动的必然性。特高压直流输电具有送电容量大、送电距离远等优点,在今后的能源流动中具有不可替代的地位。指出了特高压直流输电在西南水电外送中的市场应用前景明确,在远距离大型煤电的外送中有很强的竞争优势,此外,还可以在从国外引进电力的项目中发挥作用。     

特高压直流输电系统阀组投退策略

为研究特高压直流输电系统阀组投退策的策略,以云南—广东±800kV特高压直流输电工程为参照对象,借助实时数字仿真器(realtime digita lsimulator,RTDS),分析了整流侧和逆变侧阀组投退顺序,以及旁路开关、触发脉冲、旁通对等控制信号之间的时序配合,研究了特高压直流工程中第2个阀组投入和第1个阀组退出的控制策略。研究结果表明:第2个阀组投入时,触发角限制值为70°,限制时间为10ms,整流侧先解锁逆变侧后解锁,且整流侧需投入电压电流平衡功能;第1个阀组退出时,应整流侧先投入旁通对逆变侧后投入旁通对。第1个阀组退出过程会出现整流侧直流电流短暂断流和逆变侧直流电流剧增现象,后系统自动恢复正常。