柔性直流输电

摘要： 经过柔性直流输电并网的海上风电会对电力系统的稳定性产生显著影响,按照GB 38755-2019《电力系统安全稳定导则》要求,海上风电厂需要具备快速调节有功功率的能力。研究并提出了一种利用柔性直流换流器分布式电容存储的能量来实现海上风电并网点有功功率紧急调节的控制方法。通过设计特定的电容电压变化曲线,实现交流功率按照预定的目标曲线变化,而且在调节过程中不会对直流侧有功功率和直流电压产生扰动,可避免影响直流侧系统的运行。在此基础上,通过开展电磁暂态仿真,验证了该控制方法的有效性。研究成果可为经柔性直流输电并网的海上风电提供一种无需加装额外设备、对直流侧无扰动的有功功率快速调节途径,并能有效提高海上风电的并网性能指标。

摘要： 架空线的高压柔性直流孤岛供电系统故障率较高,配置直流断路器(Direct CurrentCircuit Breaker,DCCB)隔离故障是有效的解决方案之一。文章提出一种适用于高压柔性直流孤岛供电系统的直流故障穿越协调控制策略。策略将故障后的系统工况划分为自平衡和非自平衡工况,分别进行控制设计。结果表明,协调控制策略能够在故障隔离后维持孤岛系统交流电压的稳定与功率平衡,有效提高高压柔性直流输电孤岛供电系统直流故障穿越能力。

摘要： 针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故障极MMC满载运行,从而降低单极MMC退出对受端交流电网的影响。针对双极直流过电压,设计了一种基于本地直流电压测量信息的风电场减载控制策略,即根据直流电压变化率及偏差量主动降低风电场有功出力,以抑制直流电压上升率及幅值。并提出了附加桨距角控制及其参数选取原则,使风电场与各换流站内电容共同维持直流电压稳定,提高系统故障穿越能力。最后,基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了系统仿真模型。不同受端交流故障情况下的仿真结果表明,所提直流过电压协调抑制策略可保证直流电压在安全运行范围,维持系统安全稳定运行。

摘要： 含多台风机的大规模风电场经柔性直流接入交流系统的详细模型阶数过高,对小干扰稳定性分析和失稳机理研究提出了挑战。为此,建立了风电场经柔性直流接入交流系统的开环、闭环线性化状态空间模型。基于风电场开环状态空间模型及风电场节点电压电流关系,将全阶风电场模型通过单台风机动态及交流拓扑信息矩阵进行等效,并分析了风机输出功率、风机接入位置、风电场拓扑结构和风机数增加对风电场振荡模式阻尼的影响。基于风电场降阶模型构建了风电-柔性直流系统的闭环互联模型,并分析了当风机数增加时两子系统间可能存在的强动态交互作用对闭环系统小干扰稳定性的影响。研究表明当接入风机数增加时,风电场主导振荡模式阻尼降低,当接近于柔性直流整流器的一个开环振荡模式,此时模式谐振诱发强动态交互作用的发生可能导致系统失稳。

摘要： 大规模风电接入柔性直流换流站会引入一种危及交流系统稳定的新型次同步振荡,它是电力电子控制通过交流电网相互作用的结果,这种相互作用在次同步频率及其互补超同步频率之间存在较强的频率耦合效应,导致采用常规的一维阻抗模型难以进行准确分析。考虑该频率耦合效应,采用耦合阻抗模型并基于聚合阻抗频率特性来分析风电-柔直次同步振荡的发生条件,研究风电机组台数、交流线路长度、风电机组出力水平及柔直变流器控制器参数等对振荡稳定性的影响;时域仿真验证了耦合阻抗模型及其分析结果的有效性。

摘要： 暂态量保护伴随着柔直技术的发展迎来了国内外研究的热潮,当前保护动作速度的研究进展已趋近于极限。而保护识别速度的提高必然伴随着可靠性的降低,所以,如何在保证速动性要求下提高保护的可靠性是重中之重。远距离输电工程中雷击发生较为频繁,在不引起闪络的情况下,其作为一种干扰源是不容忽略的。基于此原因,利用希尔伯特黄变换设计了一种高频保护方案,同时利用雷电波波形特征提出了一种雷击干扰识别方法。之后,将雷击判据与保护判据相结合,以弥补暂态量保护的不足,提高其可靠性。最后,在PSCAD仿真平台中搭建张北四端柔直系统以及雷电流模型完成保护方法的验证。经验证,所设计保护方法可以准确识别故障极和区内外故障,且不会因雷击干扰而误动,同时保护具备较高的耐过渡电阻能力。

摘要： 受风速变化、风机投切和电力电子器件特性等因素影响,永磁风机经柔直系统接入电网会产生振荡问题,本文从阻抗的角度对永磁风机的振荡问题进行研究。首先,根据物理特性将外送电网分为永磁风机、变压器、电力电子变换器和同步发电机等部分,并构建阻抗模型。然后,对各部分阻抗模型采用频率扫描的方法,提出RLC电路阻抗稳定性判据,并分析各部分的阻抗变化范围,研究各环节的稳定性。最后,分析小信号阻抗模型的局部与全局稳定性,验证了阻抗模型稳定性判据的有效性。

摘要： 为了提高有源型模块化多电平换流器(MMC)的仿真效率并保证足够的计算精度,提出一种适用于有源型MMC的桥臂全状态平均值仿真模型。基于动态平均化理论,首先推导了有源型MMC的桥臂平均值数学模型及等效电路模型。然后,结合装置离散化伴随模型,建立了不同运行状态下的桥臂平均值仿真模型。最后,通过电路整合和化简,得出桥臂全状态平均值模型。该模型聚焦于桥臂内部子模块的低频动态共性,能够准确反映桥臂整体暂态特性,其计算速度不受子模块个数的影响。此外,该模型还能够用于有源型MMC闭锁状态下的仿真研究。基于PSCAD/EMTDC建立的仿真实例验证了所提模型的有效性。

摘要： 为提高柔性直流输电用电容器可靠性,从电容器元件入手,通过对柔性直流输电工程应用工况的分析,确定电容器元件的试验方案。采用国内外薄膜制备电容器元件,通过相应的型式试验进行对比。对试验结果进行分析,甄选出优质的材料,为柔性直流输电工程批量化采用国产电容器做好技术准备。

摘要： 双馈风电机组(DFIG)没有主动调频能力,且在柔性直流输电(VSC-HVDC)并网方式中,风电场两侧交流系统具有解耦特性,该特性难以适用于传统的电网调频方法。本文采用下垂控制和虚拟惯性控制相互结合的方式,设计一种频率控制策略,当电网因功率不平衡而发生频率变化时,能够额外补偿一个与频率变化成正比的功率,且VSC-HVDC的直流电压也能相应发生变化,使得保存在直流电容上的电能迅速改变,并以电压值作为信号向风电场传递,使风机改变转速,提高电网频率适应性。仿真结果表明,提出的频率控制策略能有效改善电网频率稳定性。

摘要： 本文结合南方电网已投运的南澳多端柔性直流工程、鲁西背靠背直流工程，以及规划建设的乌东德电站送电广东广西输电工程，介绍了南方电网柔性直流输电技术的发展与实践，柔性直流输电技术以其有功无功解耦控制、不依赖电网换相及易于构建直流电网等技术特点，越来越受到人们关注。在应用柔性直流支撑大电网发展方面，南方电网针对海上风电并网、区域电网互联等应用场景开展了深入研究和工程实践，实际运行证明了柔性直流的技术优势。展望未来，特高压大容量柔性直流输电技术可有效解决珠三角等多直流馈入电网的安全运行风险，破解制约“西电东送”可持续发展的技术瓶颈，并且可支撑大规模风、光发电远距离输送，是实现能源互联网的战略性技术，具有广阔的发展前景。

摘要： 柔性直流输电技术采用IGBT等全控型电力电子器件，其系统运行不受接入的交流系统短路容量的限制，可实现分散灵活接人，且受端交流扰动不会经直流系统传导至其他受端，更适合多端接人。本文重点阐述了柔性直流输电系统结构特点，分析其主要关键技术；并以南方电网在运行的南澳多端柔性直流示范工程、鲁西背靠背直流输电工程及在研的多端混合直流输电示范工程为例，介绍了柔性直流输电技术在南方电网多端直流输电工程中的应用及其技术优势，对工程系统条件、运行方式、主接线、换流站设计及控制保护等关键技术进行了详细论述，验证了多端柔性直流输电技术的可行性及有效性；最后，对未来常规直流柔性化改造、高压直流电网等两种多端柔性直流发展方向进行探讨，分析其面临的关键问题，说明了多端柔性直流输电技术对电网发展的重要意义。

摘要： 柔性直流输电技术作为电网前沿技术,具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活、可向无源网络供电、有功无功独立解耦控制、输出谐波含量低、不存在换相失败等优点,易于构成多端直流系统,是未来电网的重要发展方向,是可再生间歇性能源接入电网的友好解决方案.本文结合近20年来柔性直流输电技术的起步和发展,总结柔性直流输电技术的发展历程和工程应用现状,介绍柔性直流输电工程主要技术方案和关键技术,展望柔性直流输电技术的发展方向,并探讨未来发展所面临的机遇与挑战.

摘要： 针对内蒙古阿拉善额济纳地区与主网架联系薄弱,长距离输电面临电能质量和可靠性难以保证的问题,提出采用柔性直流输电的方法,进行PSS/E建模计算,并与采用传统500kV供电方案进行比选,验证柔性直流输电技术在解决偏远地区供电问题中的电压控制、经济性和灵活性的优势.

摘要： 文章首先对柔性直流输电技术的特点及其研究现状进行了分析,并在此基础上对柔性直流输电技术的应用前景进行了展望,期望通过文章的研究能够对促进柔性直流输电技术在电网中的应用有所帮助.

摘要： 主要介绍了柔性直流输电系统用直流支撑电容器(DC-Link电容器),该电容器属于金属化薄膜介质的自愈式电容器,技术要求很高.前期,国内柔性直流输电工程中用的电容器主要以进口的国外电容器为主,随着电容器主材制造工艺水平及电容器生产制造装备工艺水平的提高,国内直流支撑电容器发展很快,产品性能等各方面与国外产品相当,从而更好地满足阀厂家对电容器产品性能、交货期及成本等方面的要求.

摘要： 介绍了厦门±320kV柔性直流输电科技示范工程中,鹭岛站极2极线避雷器、浦园站极1极线避雷器、极2极线避雷器均出现漏电流逐渐增大的现象.本文对该批避雷器进行的直流参考电压试验、0.75倍直流参考电压下的漏电流试验、工频参考电压试验、持续电流试验、局部放电量试验、密封试验和微水试验的试验结果进行了数据比对,并对该批避雷器进行了解体分析.综合上述的试验验证和解体分析,发现该批避雷器复合外套绝缘良好,密封完好,但避雷器的直流参考电压和工频参考电压比出厂值都出现大幅度的下降,0.75倍直流参考电压下的漏电流和阻性电流比出厂值都出现大幅度的上升的现象.综合分析判断运行中缺陷避雷器漏电流增大的原因为制造厂装配过程工艺控制不良,并且电阻片侧面无机玻璃釉因工艺原因抗潮能力不良,导致内部电阻片受潮.针对该批避雷器出现的问题提出了解决方案和预防措施.

摘要： 海上风电场具有风速高、风力稳定、各种干扰少及发电量大等特点,风电场由陆地向海上延伸,是未来风电发展的大趋势.海上风电是新能源和可再生能源发展的战略重点之一,目前我国海上风电发展已经取得一定成效,而且发展前景广阔.成本、效益、风险制约了海上风电的发展,通过科技进步,风电核心技术掌握和规划建设能力的提高,可以有效解决重大制约发展的因素,确保海上风电健康发展.大型海上风电场并网VSC-HVDC的关键技术主要涉及海上风电柔性直流输电控制策略、调制方法、均压控制策略以及海上风电场建模等.分析、总结和研究大型海上风电场并网VSC-HVDC交流器关键技术,有助于为大型海上风电场接入电网技术提供理论支撑,提高海上风力发电的开发与规模化利用水平,具有学术意义和重要的实用价值.

摘要： 为充分发挥柔性直流输电在新能源开发、利用上的技术优势,满足张北可再生能源可靠送出与消纳,支撑低碳绿色冬奥,国家电网公司提出2018年建设张北可再生能源柔性直流电网示范工程.本文首先阐述了张北柔直对通信通道时延高要求的原因,为了满足张北柔直光通信工程最长中继段通道时延的要求,对光路子系统进行配置,并选取不同品牌SDH设备在实验室中搭建光传输通信系统,对该系统传输时延进行了测试,测试结果为张北柔直光纤通信工程初步设计方案及今后多端柔性直流线路保护光纤通信工程配置提供依据.

摘要： 本文介绍了柔直工程中功率器件的选型,并对功率器件的国产IGBT与国外主流厂家的产品进行对比,并从新工艺、新材料以及性能提升三个方面分析了目前功率器件(IGBT)的发展方向.

摘要： 本申请实施例提供一种柔性直流输电系统中的三次谐波抑制装置，其特征在于，所述装置包括三相串联模块化多电平换流器、控制单元、采集单元和分析计算单元；所述三相串联模块化多电平换流器与所述控制单元、采集单元和计算分析单元耦合连接；所述计算分析单元按照预设的计算方式，计算出前馈电压，所述前馈电压用于抑制所述三相串联模块化多电平换流器输出的目标交流电压中的三次谐波；所述控制单元，用于将所述前馈电压与所述三相串联模块化多电平换流器的原参考电压相叠加，得到目标参考电压，以及根据所述目标参考电压控制所述三相串联模块化多电平换流器输出所述目标交流电压，因此，本申请实施例能够提升对三次谐波抑制时的有效性。

摘要： 本公开涉及一种输电控制方法及柔性直流输电装置。该方法应用于柔性直流输电装置中，包括：获取装置的出口的交流电压值以及装置内部的多个位置的电流；根据多个位置的电流中的桥臂电流，确定装置的脉冲状态；在交流电压值小于或等于电压阈值的情况下，根据多个位置的电流，判断装置是否满足区内故障条件；在装置不满足区内故障条件，且装置的脉冲状态为解锁状态的情况下，控制装置执行低电压穿越策略。根据本公开的实施例，能够在交流电压值跌落到电压阈值时判断是否为区内故障，并在判断不为区内故障且装置的脉冲状态为解锁状态时，执行低电压穿越策略，从而实现柔性直流输电系统故障的分区识别，并能够避免输电装置内部模块的过流损伤。

摘要： 本申请提供一种柔性直流输电调试系统及柔性直流输电调试带电方法，所述柔性直流输电调试系统包括：依次串联并形成回路的第一端交流电网、第一端变压器、第一端换流阀、连接开关、第二端换流阀、第二端变压器及第二端交流电网；所述第一端换流阀的每个桥臂的阀塔分为多组，且每个桥臂上各组阀塔相互并联；所述第二端换流阀的每个桥臂的阀塔分为多组，且每个桥臂上各组阀塔相互并联。本申请提供的柔性直流输电调试系统，能够实现柔性直流输电系统全链路的带电调试，完成全链路的功能检验，极大地保障了调试的全面性和真实性，节约了调试时间，降低了设备调试风险。

摘要： 本发明公开了一种柔性直流输电子模块，包括第一电容、IGBT功率单元与屏蔽盒；所述IGBT的发射极通过驱动引线与所述屏蔽盒相连，所述IGBT的门极通过所述第一电容与所述屏蔽盒相连；所述第一电容，其元件容值被配置为补偿所述IGBT各极间电容与所述屏蔽盒的寄生电容所形成的开尔文电桥的平衡差值。本发明还公开了一种柔性直流输电系统，其包括如上所述的柔性直流输电子模块。本发明公开的柔性直流输电子模块与柔性直流输电系统，通过构建平衡的开尔文电桥，消除了寄生电容造成的干扰，使得驱动信号趋向正常，保证了整个输电系统的工作性能。

摘要： 本发明提供了一种柔性直流输电系统的换流器解锁方法与柔性直流输电系统，所述方法包括，启动站将电网侧的交流电转换为直流电输出至被启动站；所述启动站预充电完成后，解锁所述启动站换流器；所述启动站换流器解锁完成后，换流器解锁控制器判断直流电压是否达到设定值；所述被启动站换流器包括多个换流器子模块，当所述直流电压达到设定值时，所述换流器解锁控制器解锁所述被启动站换流器，控制所述换流器子模块初始状态为投入状态，并逐步控制减少处于投入状态的所述换流器子模块数量，直到所述被启动站换流器解锁完成。

摘要： 本发明公开了一种柔性直流输电换流器，包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组及三相下桥臂模组；三相上桥臂模组的正极直流端作为柔性直流输电换流器的第一直流端；三相上桥臂模组的三相交流线端与三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，三相中桥臂模组的第二三相交流线端地三相下桥臂模组的三相交流线端连接；三相下桥臂模组的负极直流端作为柔性直流输电换流器的第二直流端；三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端地连接，三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端地连接。本发明能节省功率模块及桥臂电抗器的数量，成本低。本发明同时提出了一种双极柔性直流输电系统。

摘要： 本发明公开了一种柔性直流输电系统直流侧故障穿越方法及直流输电系统，其方法部分，包括以下步骤：分析混合直流断路器，得到混合直流断路器的两个关键参数；分析电感型和电阻型SFCL的工作原理；得到柔性直流输电系统直流侧故障后故障电流表达式；得到实现柔性直流输电系统直流侧故障穿越的必须满足条件；计算电感型及电阻型SFCL的失超电感和失超电阻。其系统部分，具有上述故障穿越方法。本发明借助半桥模块化多电平换流器本身结构特点和故障特性，利用超导故障限流器在系统故障时能够抑制故障电流上升的特点，通过混合型直流断路器在MMC闭锁前切断故障电流，实现柔性直流输电系统直流侧故障穿越功能。本发明技术成熟、实现简单、性能优异。

摘要： 本申请实施例提供一种具备故障穿越能力的柔性直流输电装置及直流输电系统，该装置包括：三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器和处理模块，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器与所述处理模块相连接，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器包括a相拓扑结构、b相拓扑结构和c相拓扑结构，所述处理模块包括计算单元和控制单元，所述计算单元用于在所述装置正常运行及发生故障时确定所述上桥臂输出的第一电压和所述下桥臂输出的第二电压，所述控制模块用于在所述装置正常运行及发生故障时控制所述上桥臂输出所述第一电压，以及控制所述下桥臂输出所述第二电压，因此，本申请实施例能减少处理直流线路故障时的成本。

摘要： 本实用新型公开了一种柔性直流输电换流器，包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组及三相下桥臂模组；三相上桥臂模组的正极直流端作为柔性直流输电换流器的第一直流端；三相上桥臂模组的三相交流线端与三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，三相中桥臂模组的第二三相交流线端地三相下桥臂模组的三相交流线端连接；三相下桥臂模组的负极直流端作为柔性直流输电换流器的第二直流端；三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端地连接，三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端地连接。本实用新型能节省功率模块及桥臂电抗器的数量，成本低。本实用新型同时提出了一种双极柔性直流输电系统。

摘要： 本申请实施例提供一种具备故障穿越能力的柔性直流输电装置及直流输电系统，该装置包括：三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器和处理模块，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器与所述处理模块相连接，所述三相串联非对称混合子模块模块化多电平变换器包括a相拓扑结构、b相拓扑结构和c相拓扑结构，所述处理模块包括计算单元和控制单元，所述计算单元用于在所述装置正常运行及发生故障时确定所述上桥臂输出的第一电压和所述下桥臂输出的第二电压，所述控制模块用于在所述装置正常运行及发生故障时控制所述上桥臂输出所述第一电压，以及控制所述下桥臂输出所述第二电压，因此，本申请实施例能减少处理直流线路故障时的成本。