柔性直流换流变压器保护配置方案及试验技术研究

柔性直流输电具有灵活变换运行方式、独立控制有功功率和无功功率等诸多优点。换流变压器作为柔性直流输电工程的核心功率器件,其可靠运行是柔性直流输电系统稳定、安全且高效运行的基础。首先介绍了厦门柔性直流输电工程换流变压器的一次接线方式、换流变压器保护配置方案和"三取二"逻辑的实现方案并总结了该实现方案的优点,接着研究了换流变压器保护的整个现场校验方案及试验技术。研究成果对其他柔直换流变压器的试验方案及试验技术具有借鉴作用。     

柔性直流输电工程系统调试技术应用、分析与改进

系统带电调试试验是确保柔性直流输电工程在实际应用中安全稳定运行的一个关键环节。为了避免现场有源初次启动过程中因故障、阀组触发相序错误等问题导致换流阀设备的损坏,结合厦门真双极柔性直流输电工程,提出了初次完整启动前开展换流阀无源逆变试验的安全控制策略,很好地满足了设备安全性的要求。对实验室系统联调及现场试验过程中发现的主要问题进行了分析总结并提出了改进措施,满足了系统安全稳定运行的要求。     

对称双极柔性直流输电系统功率转带控制策略

对称双极柔性直流输电系统若发生单极故障可将故障极全部或部分功率快速转带至非故障极,降低甩负荷对交流电网稳定性的影响。为了确保功率转带过程顺利完成,首先提出功率转带的可行性条件和流程;然后建立功率转带过程实时数字仿真模型,分析直流场电气特性并提出功率转带速率参数优化方法;最后依托厦门柔性直流输电工程给出设计实例并进行试验验证。结果表明:功率转带时,平波电抗器、直流电缆等设备使直流电流不能快速达到设定值,功率不能及时输送而累积在换流阀电容上,易使直流电压过压保护动作;采用500 MW/10ms功率转带速率试验时将引起直流过压Ⅰ段保护动作,而采用优化后速率500 MW/60 ms时可确保功率转带顺利完成。厦门柔直工程在分析转带过程直流场电气特性基础上,通过优化功率转带速率的方式使功率转带过程顺利完成,证明对称双极柔性直流输电系统功率转带控制策略的有效性。     

模块化多电平换流器无环流仿真模型

为简化仿真控制策略和提高仿真效率,对桥臂环流抑制功能投入的模块化多电平换流器(MMC)进行整体建模,提出一种无环流仿真模型。首先分析了MMC单个子模块工作的电气特性,然后以此为基础推导出换流器相单元电容电压之和与交、直流侧电气量的关系,最后对三相相单元进行整体建模得到反映换流器外特性的仿真模型。在M ATLAB中利用模型搭建柔性直流输电系统并对各种运行工况进行仿真,其仿真结果与基于RTDS详细模型仿真结果一致,充分说明了本文模型的可行性与准确性。该模型适用于仅关注换流器外特性的场合,具有仿真速度快、仿真精度高、适用性广的特点。     

MMC静态直流充电时电容均压特性研究和保护定值整定

模块化多电平换流器在静态直流充电时存在电容电压两极分化的问题,部分子模块甚至因电压跌落导致反复启动。先通过引入取能电源等效阻抗动态参数改进子模块等效模型,然后根据改进后模型仿真分析了电容电压两极分化的机理,最后在仿真基础上提出了静态直流充电耐受时间定值整定方法,通过优化保护定值降低电容电压两极分化程度。依托厦门柔性直流输电工程进行了静态直流充电和单个阀塔加压试验,试验结果与仿真结果基本一致,验证了所提子模块等效模型、电容电压两极分化机理分析和保护定值整定方法的正确性。     

厦门柔性直流输电工程真双极大功率试验方法研究

厦门柔性直流输电工程首次采用真双极接线方式,缺乏相关调试经验和试验方案。本文根据该工程特点提出大功率试验方法,包括双极热运行、阀冷冗余、一极紧急停运等试验内容。通过大功率试验可验证设备性能是否符合有关标准要求,并测量谐波含量、换流站效率等参数。试验方法和结果可为厦门柔性直流输电工程运行参数调整和模块化多电平换流器优化设计提供依据,同时也可为其他工程调试提供可借鉴的经验。