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超高压直流输电控制策略中旁通对的作用与影响

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超高压直流输电控制策略中旁通对的作用与影响

作者：郎华上海交通大学

学位级别：硕士

随着国家经济建设的日新月异,对于电力的需求也越来越高,于是大电网、特别是跨网间的电力传输越发显得重要。然而由于传统的交流输电难以解决电网间的异步运行,且受制于系统的短路容量,因此电网运行的安全性受到了严重的挑战,同时跨区... 详细信息

随着国家经济建设的日新月异,对于电力的需求也越来越高,于是大电网、特别是跨网间的电力传输越发显得重要。然而由于传统的交流输电难以解决电网间的异步运行,且受制于系统的短路容量,因此电网运行的安全性受到了严重的挑战,同时跨区电网由于距离长,因此线路损耗非常大,系统运行的经济性也得不到保证。而直流输电的出现非常好的解决了以上关于电网运行安全性和经济性的问题。因此直流输电的建设是近些年国网主网架的一个重点。现代直流输电工程基本分为两类,一类是传统的使用晶闸管作为换流元件的直流输电工程,其中包括两端输电模式、背靠背模式。另一类则是使用IGBT(基于绝缘栅双极晶体管)作为换流器的柔性直流(HVDC light)(上海南汇风电)。本文将着重研究第一类的直流输电。正是由于控制策略的存在,直流输电才会变得高度的自动化和智能化。而在其中,旁通对BPP的使用一直存在着争议,本文将基于?500kV直流站的高压输电模型以及实际控制策略,综合目前国内现行的ABB MACH2系统和SIEMENS SIMADYN D系统,分别从以下四个方面对BPP在超高压直流输电中的作用进行研究:1)BPP在故障处理中的作用2)BPP在直流闭锁策略中的应用3)BPP投入时机的选择和误投的后果4)BPP与过电压的联系从而得出旁通对旁通对对于直流系统运行、故障恢复等方面的影响,并且针对实际工程中旁通对投入的时机以及机制提出了一系列避免由于旁通对的投入导致直流系统误闭锁的措施和改进方案。

关键词：直流输电系统旁通对 ABB MACH2 SIEMENS SIMADYN D 故障处理直流闭锁投入时机直流过电压

基于选相投旁通对的LCC-HVDC系统逆变侧换流变故障性涌流主动抑制策略

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电力系统保护与控制 2023年第1期51卷 158-164页

作者：罗美玲郑涛潘志远刘校销于晓军吴建云国网宁夏电力有限公司宁夏银川750001 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 鲁汶大学比利时Leuven 3001

当高压直流输电系统换流变阀侧发生单相接地故障,由于换流阀的单向导通性,阀侧故障电流中含有较大的直流分量,流入换流变可能导致换流变饱和并产生“故障性涌流”。与传统三大涌流不同,故障性涌流由阀侧单相接地故障诱发并受直流控制与... 详细信息

当高压直流输电系统换流变阀侧发生单相接地故障,由于换流阀的单向导通性,阀侧故障电流中含有较大的直流分量,流入换流变可能导致换流变饱和并产生“故障性涌流”。与传统三大涌流不同,故障性涌流由阀侧单相接地故障诱发并受直流控制与保护系统的影响。计及直流控保系统的影响,分析了逆变侧换流变发生阀侧单相接地故障时,换流变故障性涌流的产生机理及其对换流变差动保护的影响。针对换流变保护区内阀侧单相接地故障场景下,故障性涌流可能导致差动保护误闭锁的问题,提出了一种基于选相投旁通对的故障性涌流主动抑制策略,可以从根本上避免差动保护误闭锁问题。基于PSCAD/EMTDC的仿真实验验证了所提方案的有效性。

关键词：高压直流输电换流变压器差动保护故障性涌流旁通对

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逆变侧投旁通对给直流输电系统带来的影响

电力建设 2011年第2期32卷 115-118页

作者：朱韬析王超中国南方电网超高压输电公司广州局广州市510405 浙江电力调度通信中心杭州市310007

直流输电系统发生故障时,逆变侧保护动作后投入旁通对有助于快速停运直流输电系统、隔离故障。结合运行实例和仿真案例,举例说明了投旁通对的作用,探讨了投旁通对需注意的一些问题,如某些故障情况下需禁投旁通对、某些故障情况下投旁通... 详细信息

直流输电系统发生故障时,逆变侧保护动作后投入旁通对有助于快速停运直流输电系统、隔离故障。结合运行实例和仿真案例,举例说明了投旁通对的作用,探讨了投旁通对需注意的一些问题,如某些故障情况下需禁投旁通对、某些故障情况下投旁通对时应经选相,以及通信系统故障情况下投入旁通对可能带来的不良影响等。

关键词：直流输电旁通对选相通信故障直流保护可靠性

特高压直流系统投旁通对与合旁路开关配合策略研究

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电子测试 2016年第8X期27卷 55-56,32页

作者：何园峰周登波中国南方电网超高压输电公司广州局广州510663

在传统直流输电工程中,投旁通对有着将直流侧短路、交流侧开路的作用。针对特高压直流输电工程双12脉动阀组串联的结构,必须考虑到在停运一个阀组时,如何降低对另一阀组的影响。本文利用现场试验数据,深入研究了同极单阀组闭锁和紧急停... 详细信息

在传统直流输电工程中,投旁通对有着将直流侧短路、交流侧开路的作用。针对特高压直流输电工程双12脉动阀组串联的结构,必须考虑到在停运一个阀组时,如何降低对另一阀组的影响。本文利用现场试验数据,深入研究了同极单阀组闭锁和紧急停运两种情况下,两侧换流站如何实现投旁通对和合旁路开关的配合,以及停运阀组和运行阀组的配合,分析这些配合策略是否满足系统安全稳定运行的需要。

关键词：特高压直流旁路开关旁通对触发脉冲

HVDC紧急停运时投旁通对策略对中性母线避雷器的影响

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华东电力 2010年第9期38卷 1355-1358页

作者：陈锡磊田杰黄志岭卢宇袁士超王东举周浩浙江大学电气工程学院杭州310027 南京南瑞继保电气有限公司南京211100

天广±500kV高压直流输电系统逆变站在发生换流变高压端Y/Y线圈阀侧单相接地故障时,如果控制不当,可能超过中性母线避雷器最大通流容量,导致避雷器爆炸事故。对这种故障进行理论分析后,提出了相应的故障控制策略,并通过PSCAD/EMTDC仿真... 详细信息

天广±500kV高压直流输电系统逆变站在发生换流变高压端Y/Y线圈阀侧单相接地故障时,如果控制不当,可能超过中性母线避雷器最大通流容量,导致避雷器爆炸事故。对这种故障进行理论分析后,提出了相应的故障控制策略,并通过PSCAD/EMTDC仿真进行了验证,证明了其有效性。

关键词：中性母线避雷器紧急停运旁通对 PSCAD/EMTDC

特高压直流逆变侧阀区接地故障投旁通对策略研究

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电工电气 2019年第11期 30-33,37页

作者：李广宇陈乐南京南瑞继保电气有限公司

特高压直流系统逆变侧阀区出现接地故障后,现在采用的动作策略中是禁投旁通对的,这在站间通信中断的部分工况下会导致阀组出现过压损坏的安全风险。结合实际工程RTDS仿真案例,详细分析了禁投旁通对策略导致阀组过压的原因和过程,并提出... 详细信息

特高压直流系统逆变侧阀区出现接地故障后,现在采用的动作策略中是禁投旁通对的,这在站间通信中断的部分工况下会导致阀组出现过压损坏的安全风险。结合实际工程RTDS仿真案例,详细分析了禁投旁通对策略导致阀组过压的原因和过程,并提出了投旁通对策略的优化方案。仿真试验结果验证了优化策略的有效性,与原有策略相比,优化策略不仅避免了阀组出现过压损坏的风险,而且加快了保护动作后阀组闭锁的过程,有效保证了阀组的安全。

关键词：特高压直流逆变侧阀区接地故障旁通对策略优化 RTDS仿真

一种抑制多馈入特高压直流换相失败的投旁通控制策略

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电力建设 2022年第6期43卷 56-65页

作者：张朝峰张伟晨饶宇飞夏秋李程昊鲍超斌国网河南省电力公司电力科学研究院郑州市450052 武汉启亦电气有限公司武汉市430074

换相失败是特高压直流输电系统的常见故障之一,常在送、受端交流电网引起剧烈的无功波动。投入旁通对是对直流系统进行保护的重要控制措施之一。当直流输电系统发生故障时,逆变侧保护装置动作后投入旁通对有助于达到快速停运直流输电系... 详细信息

换相失败是特高压直流输电系统的常见故障之一,常在送、受端交流电网引起剧烈的无功波动。投入旁通对是对直流系统进行保护的重要控制措施之一。当直流输电系统发生故障时,逆变侧保护装置动作后投入旁通对有助于达到快速停运直流输电系统,隔离故障的目的。而现在有关旁通对的研究多集中于其在直流故障中的应用,关于其在换相失败问题中的应用研究较少。通过分析旁通对控制对特高压直流输电系统送、受端电压特性的影响,论证了旁通对控制策略对换相失败后整流侧过电压、逆变侧低电压的改善作用。进而提出了一种换相失败后投旁通对的控制方法,以逆变阀组换相失败及交流电压跌落程度为旁通对控制的启动判据,根据直流运行状态对直流电流进行动态调节,然后根据受端交流系统恢复程度退出旁通对。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提旁通对控制器在交流故障导致特高压直流换相失败后,能够起到快速隔离交直流系统、减轻无功电压波动的控制效果。

关键词：特高压直流换相失败旁通对电压稳定性

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直流输电换流变压器阀侧交流单相接地故障

电工技术学报 2012年第6期27卷 38-45页

作者：李晓华刘洋蔡泽祥华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室广州510640

直流换流变阀侧交流接地故障具有时空离散性,故障发生在高、低压桥会造成阀桥工况的巨大差异,而故障点与电流互感器的相对位置也会带来故障相测量电流的不同,故障发生时刻的变化更是会引起故障特征的变化。本文突破了对单一事故分析的... 详细信息

直流换流变阀侧交流接地故障具有时空离散性,故障发生在高、低压桥会造成阀桥工况的巨大差异,而故障点与电流互感器的相对位置也会带来故障相测量电流的不同,故障发生时刻的变化更是会引起故障特征的变化。本文突破了对单一事故分析的局限性,根据故障后的阀换相电压变化及故障通路变化,提出了换流变阀侧交流单相接地故障解析分析的原则与方法,给出了故障发生时刻的特征时段划分的依据及划分情况。并结合阀换相规律,从阀工况层面分析了换流器故障后的暂态过程。最后,结合天广直流工程的保护配置,进行了全面的保护校核,并给出了投旁通对的桥臂选择策略。

关键词：换流变压器接地故障特征时段保护性能旁通对

LCC-C-MMC混合高压直流系统直流低电压穿越控制策略

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高电压技术 2016年第1期42卷 85-96页

作者：薛英林葛风雷赵峥张哲任国网北京经济技术研究院国网徐州供电公司浙江大学电气工程学院

现有传统混合高压直流(HVDC)存在3个关键问题:直流侧故障的自清除问题、电压源型换流器(VSC)输送容量难以与电网换相型换流器(LCC)相媲拟、整流侧交流故障引起的直流低电压穿越问题。为此,提出了一种新型的LCC-C-MMC混合高压直流方案,... 详细信息

现有传统混合高压直流(HVDC)存在3个关键问题:直流侧故障的自清除问题、电压源型换流器(VSC)输送容量难以与电网换相型换流器(LCC)相媲拟、整流侧交流故障引起的直流低电压穿越问题。为此,提出了一种新型的LCC-C-MMC混合高压直流方案,逆变侧由C-MMC改进型拓扑串并联组合构成。研究了混合直流稳态运行控制特性,分析了整流侧故障引起输送功率中断的原因。提出了带投旁通的后备定电压控制策略,分析了投旁通对过程中系统的等值电路和桥臂充电特性。通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了所提控制策略的可行性。仿真结果表明:引入的3次谐波注入调制和无功功率动态调整策略扩展了系统的稳态和暂态调节范围,使得系统在交流电压跌落10%时运行特性良好;当故障严重时(如测试算例中交流电压跌落50%),旁通对快速旁路高位端的换流单元使系统进入半压运行模式,剩余健全的换流单元可维持功率的持续输送;投旁通对过程中,箝位二极管所串联的电阻可以有效抑制充电电流,减少处于闭锁状态的桥臂电容的上升幅值。

关键词：混合高压直流系统改进型箝位双子模块组合式换流器无功动态调整后备定电压控制旁通对