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一种基于虚拟锁相电压的换相失败抑制策略

中国电机工程学报 2020年第9期40卷 2756-2765页

作者：程帆姚良忠王志冰刘承锡王强强邓骏鹏兰天楷武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

为抑制高压直流输电系统的换相失败,提出一种基于虚拟锁相电压检测的换相失败抑制策略。通过分析换相失败的动态过程,得出扰动过程中电压的偏移或电流较大造成的换相电压–时间面积不足是换相失败主要原因。在此基础上,提出结合逆变侧... 详细信息

为抑制高压直流输电系统的换相失败,提出一种基于虚拟锁相电压检测的换相失败抑制策略。通过分析换相失败的动态过程,得出扰动过程中电压的偏移或电流较大造成的换相电压–时间面积不足是换相失败主要原因。在此基础上,提出结合逆变侧附加触发角和改进低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)换相失败抑制策略,采用基于虚拟锁相电压和实际检测电压的差值的虚拟换相电压差作为策略启动和控制量调节的判据。通过逆变侧超前角的合理触发配合整流侧触发角前馈环节,实现轻微故障下首次换相失败的抑制;并利用改进VDCOL环节调节电流参考实现连续换相失败的抑制。通过对Cigre的标准测试模型仿真分析结果表明,所提出的方法对于首次换相失败和连续换相失败均具有较好的抑制效果。

关键词：高压直流输电换相失败虚拟锁相电压附加触发角控制低压限流控制

UHVDC分层接入方式下非故障层换相失败改进抑制措施研究

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电网技术 2022年第11期46卷 4502-4511页

作者：李生虎李忆恺陶帝文刘宇舜杨为吴正阳合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230601

在分层接入模式(hierarchical connection mode,HCM)下,特高压直流(ultra high-voltage DC,UHVDC)逆变侧层间存在耦合关系,换相失败主导因素和抑制措施比常规UHVDC复杂。首先考虑交流故障后直流电流暂态特性,提出故障/非故障层换相面积... 详细信息

在分层接入模式(hierarchical connection mode,HCM)下,特高压直流(ultra high-voltage DC,UHVDC)逆变侧层间存在耦合关系,换相失败主导因素和抑制措施比常规UHVDC复杂。首先考虑交流故障后直流电流暂态特性,提出故障/非故障层换相面积补偿方式,推导逆变侧触发角指令与换相面积补偿量间关系,修正逆变侧触发角指令,实现提前触发控制。然后基于修正后的触发角指令,改变低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)的启动电压,以提高其响应速度,辅助提前触发控制。最后搭建PSCAD/EMTDC仿真模型,证实所提控制方法可降低非故障层换相失败概率,改善故障恢复性能。

关键词：特高压直流输电分层接入换相失败抑制直流电流预测触发角修正低压限流控制

改善局部电网暂态电压稳定特性的LCC-HVDC控制策略优化

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高电压技术 2024年第7期50卷 2809-2819页

作者：朱益华饶宏郭琦常东旭曹润彬陈雁直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司) 广州510663

随着广东电网负荷中心柔性互联工程的实施,电网分区间的交流联系变弱,大容量常规高压直流馈入的局部电网动态无功支撑能力下降,在逆变站近区严重交流故障冲击下可能暂态电压失稳。结合穗东换流站近区的暂态电压稳定问题,提出了优化直流... 详细信息

随着广东电网负荷中心柔性互联工程的实施,电网分区间的交流联系变弱,大容量常规高压直流馈入的局部电网动态无功支撑能力下降,在逆变站近区严重交流故障冲击下可能暂态电压失稳。结合穗东换流站近区的暂态电压稳定问题,提出了优化直流低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)参数并附加限制直流功率上升速率的优化控制策略,设计了基于逆变站交流母线电压特征的控制策略自适应切换逻辑,有效减少了直流恢复过程中的无功消耗,达到以最小的控制代价实现最优控制效果的目的;基于实际电网运行方式和直流控制保护系统,仿真验证了所设计方案能显著提升换流站近区的暂态电压稳定性,并在一定程度上可减少交流系统故障后的直流换相失败。相关技术方案已在多个直流工程投入实际应用。

关键词：高压直流输电暂态电压稳定动态无功支撑换相失败低压限流控制自适应切换

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基于实际触发角响应的连续换相失败抑制方法

电网技术 2024年第6期48卷 2632-2641,I0115-I0117页

作者：王玉麟李晓华李书勇郭亚勋汪娟娟汪旭辉华南理工大学电力学院广东省广州市510641 中国南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 中国南方电网能源发展研究院有限责任公司广东省广州市510530

针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角... 详细信息

针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角不匹配是连续换相失败的重要诱因。同时不对称故障后,负序分量通过极控、阀控两级控制系统对实际触发角造成的影响,增加连续换相失败的风险。因此提出了一种基于实际触发角响应的连续换相失败抑制方法,通过实际触发角修正整流侧电流指令值。与此同时,该方法通过陷波器降低负序电流对极控层触发角指令值的影响,通过相序解耦控制器和换相电压相位补偿降低负序电压对阀控层触发角实际值的影响。该方法能实现动态、自适应的电流指令值调整,提升恢复过程中直流电流与实际触发角的匹配度,提升直流系统抵御连续换相失败能力。在CIGRE标准测试模型和实际工程模型中,验证了理论分析的正确性和优化方法的有效性。

关键词：连续换相失败实际触发角低压限流控制锁相环负序分量

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一种基于自适应电压限值的换相失败抑制策略

电力系统保护与控制 2023年第1期51卷 165-175页

作者：曹善康魏繁荣林湘宁李正天江毅陈岑马云聪李飞宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北武汉430074

为有效抑制高压直流输电系统在不同故障程度下的换相失败,提出了一种基于自适应电压限值的改进低压限流控制器(voltage dependent current order limiter,VDCOL)设计方案。首先,详细分析了包含传统VDCOL的直流输电系统在换相失败及恢复... 详细信息

为有效抑制高压直流输电系统在不同故障程度下的换相失败,提出了一种基于自适应电压限值的改进低压限流控制器(voltage dependent current order limiter,VDCOL)设计方案。首先,详细分析了包含传统VDCOL的直流输电系统在换相失败及恢复期间的运行特性,并提出VDCOL曲线在不同时间段下应具备的动态性能。然后,引入直流电流这一反映故障特性的时变电气量优化传统VDCOL的直流电压上下限值,从而在不同时间段自适应改变电流指令启动电压阈值与电压-电流指令变化趋势,以满足输电系统换相失败及恢复期间的有功与无功需求。同时考虑到VDCOL电压上下限值的过度变化会恶化系统运行特性,对其范围的设置进行了解析和合理选取。最后,在PSCAD/EMTDC中对所提方法进行仿真测试。结果表明,所提出的改进控制策略能在一定程度上抑制直流输电系统的连续换相失败,同时有效地改善换相失败各阶段直流输电系统的运行特性。

关键词：高压直流输电换相失败自适应控制低压限流控制故障恢复过程

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一种适用于特高压直流分层接入系统的换相失败抑制策略

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现代电力 2023年第6期40卷 1060-1067页

作者：晁武杰林国栋戴立宇李元琦王渝红陈立维国网福建省电力有限公司电力科学研究院福建省福州市350007 福建省智能电网保护与运行控制重点实验室福建省福州市350007 四川大学电气工程学院四川省成都市610065

特高压直流分层接入系统中,当逆变侧交流系统故障时,由于非故障层换相失败预防控制的启动时刻存在延迟,可能导致高低端换流器同时发生换相失败。为此,提出一种基于换相时间电压积分面积的高低端换流器协调控制策略。利用故障层换相失败... 详细信息

特高压直流分层接入系统中,当逆变侧交流系统故障时,由于非故障层换相失败预防控制的启动时刻存在延迟,可能导致高低端换流器同时发生换相失败。为此,提出一种基于换相时间电压积分面积的高低端换流器协调控制策略。利用故障层换相失败预防控制可更快速对故障作出反应的特点,所提策略将故障层换相失败预防控制的输出量引入非故障层,使非故障层换相失败预防控制的启动时刻提前,增大非故障层换流器的关断角;同时对低压限流控制环节进行改造,减小故障过程中的直流电流。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对不同工况下所提策略进行验证。结果表明,该策略可显著提高非故障层换流器对故障的灵敏度,减小同时发生换相失败的风险。

关键词：特高压分层接入系统换相失败电压时间积分面积换相失败预防控制低压限流控制

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谐波附加控制抑制直流输电连续换相失败研究

电力工程技术 2021年第2期40卷 86-92页

作者：陈佳浩王琦朱鑫要李宁南京师范大学南瑞电气与自动化学院江苏南京210023 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

换相失败是高压直流输电(HVDC)最为常见的故障之一,而我国特高压直流在控保系统内设置了连续换相失败启动直流主动闭锁的逻辑,连续换相失败及其可能造成的直流闭锁对电网的安全稳定运行造成了一定威胁。国内外关于抑制连续换相失败的研... 详细信息

换相失败是高压直流输电(HVDC)最为常见的故障之一,而我国特高压直流在控保系统内设置了连续换相失败启动直流主动闭锁的逻辑,连续换相失败及其可能造成的直流闭锁对电网的安全稳定运行造成了一定威胁。国内外关于抑制连续换相失败的研究已经取得部分研究成果,但就谐波对HVDC连续换相失败的影响研究方面还有待进一步深入。文中从HVDC换相过程出发,通过换相电压-时间面积分析法,推导出直流输电附加控制回路的各次谐波控制参数,并考虑低压限流控制对直流输电换相失败恢复过程的影响,提出一种谐波附加控制抑制直流输电连续换相失败的方法。最后,基于CIGRE HVDC标准测试模型,利用PSCAD/EMTDC对所提控制方法有效性进行了仿真验证。

关键词：高压直流输电(HVDC) 连续换相失败谐波换相电压-时间面积低压限流控制附加控制

基于虚拟电容的高压直流后续换相失败抑制方法

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华北电力大学学报（自然科学版） 2021年第5期48卷 25-35页

作者：穆文凯王涛刘文轩顾雪平华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 国网经济技术研究院有限公司北京102209

针对传统高压直流在故障期间存在的后续换相失败问题,首先深掘其产生机理,指出低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)输出电流指令的大幅剧烈波动是后续换相失败的关键成因。然后,提出一种抑制VDCOL输入电压波... 详细信息

针对传统高压直流在故障期间存在的后续换相失败问题,首先深掘其产生机理,指出低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)输出电流指令的大幅剧烈波动是后续换相失败的关键成因。然后,提出一种抑制VDCOL输入电压波动的虚拟电容控制方法,该方法有效地改善了故障后VDCOL输出电流指令的大幅剧烈波动情况,大大减小了后续换相失败的发生几率。最后,通过CIGRE直流标准测试模型实现该方法,并验证了其有效性,与其它方法相比,该控制方法在后续换相失败的抑制作用和系统恢复特性上具有显著优越性。

关键词：高压直流后续换相失败虚拟电容低压限流控制电流指令

改善直流系统恢复特性的VDCOL控制策略研究综述

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华东电力 2014年第5期42卷 826-832页

作者：张彪王渝红李兴源四川大学电气信息学院成都610065

低压限流控制能有效地改善直流系统故障后的恢复性能,其控制参数对系统的恢复特性具有明显影响。结合国内外对VDCOL的研究现状,对典型的VDCOL优化控制策略进行了分类和总结,阐述了各种优化控制策略的原理。介绍了多馈入直流协调恢复的... 详细信息

低压限流控制能有效地改善直流系统故障后的恢复性能,其控制参数对系统的恢复特性具有明显影响。结合国内外对VDCOL的研究现状,对典型的VDCOL优化控制策略进行了分类和总结,阐述了各种优化控制策略的原理。介绍了多馈入直流协调恢复的影响因素,指出优化过程需要解决的两个基本问题,即各直流的VDCC)L的特性和延迟时间常数。对VDCOL控制需要关注的问题和研究方向进行了探讨。

关键词：低压限流控制协调恢复参数优化先进控制