直流电网

摘要： 与用于交流系统或双极直流系统的限流器不同,用于多端柔性直流系统的故障限流装置应能够在短路故障发生初期有效抑制故障电流的快速上升,避免在线路断路器动作之前换流器桥臂闭锁。针对这一性能要求提出了一种专门用于多端柔性直流电网中的新型超导故障限流器的基本结构和工作原理,并制作了原理验证样机。通过对原理验证样机开展的一系列实验,证明了设计结构与原理的可行性。实验结果也充分展示了这类限流器的功能特性,如其能充分利用铁芯的最大磁导率在短路故障发生的几个毫秒内实现最大限流感抗,从而有效抑制故障早期的短路电流上升率。此外,可以通过对超导隔离环组数量的调整,设定限流器的限流阈值,灵活适应不同直流系统的限流需求。

摘要： 直流电网潮流大范围转移可能导致换流站运行于安全边界之外,进而引发直流系统连锁故障。为厘清不同情况下直流系统潮流分布转移特性及其对安全运行的影响,首先在主从控制、下垂控制方式下分别对故障线路切除和换流站注入功率改变后潮流转移特性进行了理论分析,并得出了不同运行方式下潮流转移定量计算方法。然后基于PQ功率域分析了复杂直流电网中各站的安全运行边界,明确了不同运行方式及不同控制模式受潮流转移及安全边界双重影响的规律。最后,通过CIGRE柔直电网测试模型对所提计算方法及安全边界分析结论进行了仿真。基于PSCAD软件的仿真结果验证了理论分析的正确性。

摘要： 随着能源系统脱碳战略的提出以及直流电网、电动汽车直流充电技术的发展,直流电能计量成为国内外关注的热点。为促进国内相关工作的开展,将最新发布的直流电能表IEC(国际电工委员会)标准与我国现行国标及型式评价大纲进行对比,针对适用范围、准确度要求及影响量试验项目等主要差异点进行了分析。结果表明:IEC标准中电能表电压、电流范围要比国内宽泛,且新增了传导差模电流干扰试验等影响量试验项目;应尽快完善国内直流电能表规格与抗扰度评价方法,促进直流电能表更好地满足实际工程需求。

摘要： 近日,中国船舶集团七○四研究所自主研制的直流综合电力推进系统获得多项订单,为三型纯电池动力船舶配套,磷酸铁锂动力电池系统将作为船舶唯一动力源,通过直流电网分别为船舶推进以及日用负载提供电源。该型船总长26.8米,船宽4.8米,型深1.6米,最大航速17.0km/h,营运航行于巫峡水域,用于观光游览。

摘要： 柔性直流输电技术在孤岛送电、海上风电直流送出等方面具有独特的优势,是未来直流输电发展的方向。总结了柔性直流输电的发展现状和应用前景。概述了电力电子器件、柔直换流阀、高压直流断路器、柔直变压器、直流电缆等关键设备的研究进展,介绍了国内标志性柔性直流输电工程。指出了柔性直流输电在大规模新能源消纳和海上风电直流接入、多端直流和直流电网、远距离大容量架空线路直流送出、直流配电网以及孤岛送电等方面的应用前景。

摘要： 多端直流输电与直流电网技术是解决新能源发电集中并网和远距离传输问题的有效方案。直流潮流控制器(DCPFC)是直流电网稳态潮流调节的核心装备,也可为直流短路暂态故障电流抑制提供限流能力。文中概述了直流电网的发展现状及其对DCPFC的需求,归纳对比了已有DCPFC的工作原理、优缺点和研究现状,着重分析了线间DCPFC的潮流转移原理、拓扑结构和样机进展,总结了故障限流型DCPFC的限流原理、拓扑结构和实验样机。最后,对DCPFC研发和应用中的关键问题进行了展望。

摘要： 由于直流断路器的开断容量、速度及成本的限制,直流电网面临着故障隔离难题。提出了一种基于换相电容的混合式故障限流器,故障后借助换相电容将限流支路投入故障回路抑制故障电流。限流支路由晶闸管、换相电容、限流电阻和限流电感组成。文中给出了限流器的拓扑结构,分析其在故障不同阶段的限流原理;用基尔霍夫定律列出换相电容处于不同阶段的回路方程,对不同参数下的限流效果进行理论分析,作为参数设计的理论依据。在PSCAD/EMTDC中搭建四端直流电网模型验证其限流效果,仿真结果表明:所提限流器能有效减缓子模块电容放电速度,使得故障后5 ms的短路电流上升率由2.254 kA/ms下降到1.015 kA/ms,有效抑制了故障电流的增长,降低了直流断路器的开断容量。

摘要： 高压大容量柔性直流输电系统故障电流上升速率快、峰值高,所以适用于直流电网的故障电流抑制装备成为目前研究的热点。提出了一种兼备直流故障限流及开断功能的新型故障电流抑制装置,能够充分发挥故障限流器及直流断路器的优势,并具有较高的经济性。在Matlab平台中搭建了500 kV柔性直流输电系统,并在实验室中构建了200 V故障电流抑制装置物理样机,采用纯数字仿真以及数字物理混合实验的方法,验证了样机故障电流抑制效果以及所提拓扑结构的工程适用性。

摘要： 直流电网支路较多时,存在自由度不足以及直流断路器数量多、成本高的问题。为此,提出一种低成本的多端口直流断路器,其具有潮流调节功能及故障阻断功能,相较于其他同类型拓扑可有效降低器件数量与损耗。基于故障阻断功能与潮流控制功能的工作特点与交互影响,优化参数设计,提出一种拓展性强的潮流控制方式。通过与其他同类型拓扑结构的对比,验证了所提拓扑结构的经济性;应用MATLAB/Simulink搭建四端柔性直流输电系统模型,通过仿真验证了所提拓扑结构的可行性。

摘要： 混合式直流断路器是当前柔性直流电网最为理想的故障隔离方式,但是投资成本高限制了其大范围的应用。为了降低混合式直流断路器的成本,提出了一种多端口整流型混合式直流断路器拓扑,选择开关采用简单可靠的二极管桥式整流结构,负载转移开关和主断开关采用单向开断子模块,并通过电流转移控制策略的优化,使得直流断路器具备电流双向开断、设备成本低和通流损耗低等优点;同时,增加了一条母线保护支路,实现了直流母线故障隔离和公共母线故障保护。文中首先详细介绍了所提拓扑在不同故障工况下的工作原理以及内部组件的动作策略;然后,与现有拓扑进行了经济性和电气性能的对比分析,突出所提拓扑的优越性;最后,设计并搭建了一台三端口整流型混合式直流断路器样机及其试验系统,通过试验验证了所提拓扑的有效性和可行性。

摘要： 本文以船舶直流电网技术特征及不同设计方案分析研究,提出新形势下各类型电力推进船舶直流电网电力设备配置关键问题,并对该问题进行分析,为不同类型电力推进船舶电力设备及保护技术提供优化选项.

摘要： 换流器之于直流电网，就如同发电机之于交流电网，充分利用换流器的可控性，是提高直流电网运行特性的关键。为了实现直流电网中永久故障的隔离，直流断路器是必须的设备，但通过对换流器的有效控制，可以大大降低对直流断路器的快速性和开断容量的要求。各种不同组网方式下，如何快速准确地检测和定位故障，是柔直电网安全运行需要解决的关键问题。

摘要： 张北柔性直流电网示范工程(以下简称张北工程)将多端直流、直流电网以及柔性直流输电等先进技术结合，建设汇集和输送大规模风电、光伏、储能、抽蓄等多种形态能源的四端柔性直流电网。本报告从接线形式、目前工程应用情况、主要设备、关键技术挑战等方面介绍了多端直流输电与直流电网技术的发展与技术特点，然后介绍了张北工程的基本概况及采用的主要技术方案。

摘要： 在直流电网中,采用双极性接线具有显著优势.为实现双极性运行方式下的直流传输,需单极性直流网与双极性直流网之间进行互联转换.本文针对双极性直流电网运行方式,研究相应的“单双极性转化DC-DC接口电路”,对其进行理论分析和控制策略上的探讨.文中给出了实现单双极性DC-DC转化的三种典型拓扑结构:双DAB拓扑,三端口拓扑和四端口拓扑.本文对三种拓扑进行等效变换,并根据等效电路给出各拓扑的功率传输表达式;着重分析了双极运行可能出现的中性线不平衡电流并讨论了控制方法;根据等效电路给出各拓扑中高频变压器的功率损耗;建立状态空间平均方程和小信号模型并根据模型设计了可再生能源直流输入侧定电压和中性线零电流的控制策略;应用Simulink对控制策略进行仿真验证,证实了控制策略的正确性.

摘要： 直流潮流控制器可显著增强直流电网运行灵活性和线路潮流的可控性.本文主要采用灵敏度分析方法研究潮流控制器对直流电网运行网损的影响.指出通过引入潮流控制器可以降低原直流系统运行网损,此外,潮流控制器不同安装位置可影响到运行网损的减少量大小,依据网损对潮流控制器工作变比的灵敏度公式,可求得运行网损最小时对应的潮流控制器工作变比.以三端环网式直流输电系统为例,通过仿真验证了理论分析的正确性.在上述研究工作基础上,本文还提出了一种新的直流潮流控制器的工作模式:在没有潮流调节任务时,通过合理配置潮流控制器以减小系统运行网损.

摘要： 构建直流电网能有效解决大规模新能源电力的可靠接入,弥补现有交流电网的缺陷.如何有效控制直流电网内线路潮流是构建直流电网时不可回避的问题.随着直流电网中节点数的增加和网络结构的复杂化,仅靠换流站控制将无法实现整个直流电网潮流的优化分配及有效控制.在直流电网中引入潮流控制器可有效达到控制潮流的目的.本文对现有的直流潮流控制器电路拓扑进行了详细比较分析,指出了各类直流潮流控制器的优缺点及应用场合.随后分别从四类直流潮流控制器中选出一种,在一个五端直流电网仿真模型中分别进行仿真验证.最后指出了直流潮流控制器技术未来的研究方向和需要解决的问题.

摘要： 模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)已经展现出极其重要的工程应用前景,然而,即使采用超高电平数的MMC精确等效模型也无法满足未来直流电网的需求.已有文献通过求取不同电平数下对应的仿真步长,采用层次分析法求取MMC的最佳等效仿真电平数,以此达到降阶仿真但有不失精度的目的.本文通过采用参考文献提出方法,求取改进戴维南等效模型的最佳电平数,在PSCAD/EMTDC中搭建不同容量的换流器模型,验证了最佳电平数的有效性.最后,搭建包含不同容量换流器的五端直流系统,再次验证了最佳电平数的有效性.

摘要： 交流电网的能量主要存储于同步发电机的动能中,具有惯量大的特点,交流网络不存储能量,交流电网稳定性研究中通常将交流网络建模为代数方程.直流电网的能量主要存储换流器电容和直流网络的电容、电感中.直流网络中的储能与换流器电容的储能具备比拟性甚至超过换流器中的储能.为此,直流电网稳定性研究中不宜将直流网络简化为代数方程,而应考虑直流网络的微分动态方程.rn 为精确地对任意复杂直流网络进行建模,本文提出了一种采用扩展微分代数方程法的直流网络动态模型动态建模方法,该方法可以方便地消除直流网络微分动态方程中的冗余状态变量,通过子矩阵的拼接、相乘等运算自动得到直流网络的动态模型从而省却手工推导动态模型状态空间矩阵各元素值的繁冗运算.所提出的建模方法在一个四端口11节点直流网络上得到了验证.

摘要： 针对应用于双极性直流电网隔离型模块化多电平直流变压器,本文提出了一种对推式测试方法.在接入直流电网之前,可对变换器进行性能测试和功能测试,性能测试包括热测试可靠性测试等,功能测试包括变换器的启动功能、均压功能、保护功能、电流控制功能、电压控制功能、功率控制功能等.使用本文提出的对推测试方法,可在单个单向直流电源情况下,实现双极变换器系统的满功率运行,尽量模拟变换器在直流电网中的运行状态,完成变换器进行各项测试和参数调试工作,为变换器接入直流电网做足准备.

摘要： 本文主要内容包括电力发展现状、电力发展面临的问题与挑战、电力发展规划、电网发展及输电通道建设规划和直流发展展望。

摘要： 本发明涉及一种车载电网供电系统（1），其具有：直流电压转换器（11），所述直流电压转换器（11）具有至少一个半导体整流元件（4）；用于车载电网的两个供电端子（9a、9b），所述两个供电端子（9a、9b）与直流电压转换器（11）在输出侧相耦合；隔离开关（5），所述隔离开关（5）被耦合在所述供电端子（9a、9b）之一与直流电压转换器（11）之间；和车载电网隔离电路（10），所述车载电网隔离电路（10）被设计为确定在所述半导体整流元件（4）中的至少一个上的截止电压（U，Ua，Ub），而且根据所确定的截止电压（U，Ua，Ub）的值来操控用于将车载电网与直流电压转换器（11）去耦的隔离开关（5）。

摘要： 本发明目的在于，提供挤出加工性优异、不易产生流挂、耐焦烧性良好、能够形成二次分解水量少、稳定发挥良好的直流电特性的绝缘层的挤出稳定性优异的直流电力线缆用绝缘性树脂组合物。本发明的直流电力线缆用绝缘性树脂组合物具有：(A)在130°C、频率100rad/s下的复数粘度η*100为600～1300Pa·s、并且在130°C、频率0.1rad/s下的复数粘度η*0.1与复数粘度η*100的比(η*0.1/η*100)为4以上的低密度聚乙烯；(B)改性聚乙烯；和(C)包含受阻酚系抗氧化剂与硫醚系抗氧化剂的混合物的稳定剂，相对于(A)成分、(B)成分及(C)成分的合计质量，通过(B)成分导入至树脂组合物中的羰基的量为7×10‑6～1.3×10‑5mol/g。

摘要： 本发明涉及一种车载电网供电系统（1），其具有：直流电压转换器（11），所述直流电压转换器（11）具有至少一个半导体整流元件（4）；用于车载电网的两个供电端子（9a、9b），所述两个供电端子（9a、9b）与直流电压转换器（11）在输出侧相耦合；隔离开关（5），所述隔离开关（5）被耦合在所述供电端子（9a、9b）之一与直流电压转换器（11）之间；和车载电网隔离电路（10），所述车载电网隔离电路（10）被设计为确定在所述半导体整流元件（4）中的至少一个上的截止电压（U，Ua，Ub），而且根据所确定的截止电压（U，Ua，Ub）的值来操控用于将车载电网与直流电压转换器（11）去耦的隔离开关（5）。

摘要： 为了实现用于在直流电网节点(1)的支路(2、3、4)中切换直流电流的装置(5、5a、5b、5c)，其具有：在两个接线柱之间延伸的持续电流路径(7)，其中，布置了机械开关(10)；将持续电流路径(7)旁路的切换电流路径(8)，其中，布置了功率开关单元(9)，所述功率开关单元(9)具有可接通可断开功率半导体开关，并且被构造用于在故障情况下中断短路电流；以及纵向电压源(11)，用于在由持续电流路径和切换电流路径形成的网孔中产生反向电压，所述装置(5、5a、5b、5c)在长时间段内也能够经济地控制电网节点上的负载流，建议，所述纵向电压源(11)具有用于连接和断开电力的部件(23)。

摘要： 本申请提供直流电网系统故障的多重防线控制方法及直流电网系统。所述直流电网系统包括至少两组直流母线、源端换流器和直流传输线，每组所述直流母线包含正极母线和负极母线，所述源端换流器为所述直流母线提供直流电源的换流器，所述换流器输入侧连接交流电源或直流电源或另一直流母线，所述直流传输线连接任意两组直流母线，当所述直流电网系统内部发生短路故障时，所述控制方法包括以下三种控制的至少两种：第一道限流模式防线控制，通过限流装置在故障初期限制故障电流；第二道控流模式防线控制，通过所述源端变流器或控流装置将故障电流控制在安全范围内；第三道断流模式防线控制，通过故障点所在直流传输线上的分断装置隔离故障。

摘要： 为了实现用于在直流电网节点(1)的支路(2、3、4)中切换直流电流的装置(5、5a、5b、5c)，其具有：在两个接线柱之间延伸的持续电流路径(7)，其中，布置了机械开关(10)；将持续电流路径(7)旁路的切换电流路径(8)，其中，布置了功率开关单元(9)，所述功率开关单元(9)具有可接通可断开功率半导体开关，并且被构造用于在故障情况下中断短路电流；以及纵向电压源(11)，用于在由持续电流路径和切换电流路径形成的网孔中产生反向电压，所述装置(5、5a、5b、5c)在长时间段内也能够经济地控制电网节点上的负载流，建议，所述纵向电压源(11)具有用于连接和断开电力的部件(23)。

摘要： 本申请涉及一种限流装置和方法以及直流电网保护装置和直流电网系统，该限流装置包括电子开关、限流支路和控制支路。电子开关的输入端用于与直流断路器远离直流电网的一端连接，电子开关的输出断用于与换流器连接；限流支路与电子开关并联，用于限制短路电流；控制支路与电子开关连接，用于在检测到直流电网发生短路故障时，控制电子开关由导通变为截止，以使短路电流流经限流支路。本申请提供的限流装置通过限流短路电流，能够避免在直流断路器切断短路断流之前造成换流器闭锁，从而可以保证直流电网系统的可靠连续运行。

摘要： 本申请提供直流电网系统故障的多重防线控制方法及直流电网系统。所述直流电网系统包括至少两组直流母线、源端换流器和直流传输线，每组所述直流母线包含正极母线和负极母线，所述源端换流器为所述直流母线提供直流电源的换流器，所述换流器输入侧连接交流电源或直流电源或另一直流母线，所述直流传输线连接任意两组直流母线，当所述直流电网系统内部发生短路故障时，所述控制方法包括以下三种控制的至少两种：第一道限流模式防线控制，通过限流装置在故障初期限制故障电流；第二道控流模式防线控制，通过所述源端变流器或控流装置将故障电流控制在安全范围内；第三道断流模式防线控制，通过故障点所在直流传输线上的分断装置隔离故障。

摘要： 本发明涉及一种用于运行直流电网(2)的方法，该直流电网具有馈电单元(6)、分别经由开关组件(16a，b)能断开地连接的多个电网段(8)以及能控制的限流器单元(18)。在电网段(8)与馈电单元(6)断开之后并且在电网段(8)与馈电单元(6)(重新)互连之前，借助能控制的限流器单元(18)限制由于电网段(8)的不同电压而在电网段(8)之间流动的电荷转移电流。本发明还涉及一种直流电网(2)。

摘要： 本实用新型涉及电气节点装置、直流电网、小型直流电网和成套设备，该电气节点装置将负载连接到直流电源，不需要电压补偿或升压来匹配直流电源的电压，包括：一个外壳；外壳中的电源插座，从负载中接收导线，包含PWM控制半导体开关的外壳内的电路，为负载提供断续直流电流；前馈控制电路，检测直流电源的电压，并且响应于检测到的直流电源的电压的下降减小到达负载的断续直流电流的占空比。