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直流电网快速后备保护方案

高电压技术 2018年第10期44卷 3375-3382页

作者：洪潮郭彦勋李海锋陈雁张野王钢南方电网科学研究院有限责任公司直流输电技术国家重点实验室广州510663 华南理工大学电力学院广州510641

直流线路故障是未来直流电网必须解决的关键问题。为解决该问题,提出一种基于混合式直流断路器的直流电网保护配置方案;针对直流侧最为严重的双极短路故障,分析了故障线路与非故障线路之间的电流差异;考虑线路保护之间的配合,提出了一... 详细信息

直流线路故障是未来直流电网必须解决的关键问题。为解决该问题,提出一种基于混合式直流断路器的直流电网保护配置方案;针对直流侧最为严重的双极短路故障,分析了故障线路与非故障线路之间的电流差异;考虑线路保护之间的配合,提出了一种基于电流增量的方向性保护原理以及相应的整定计算方法。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建四端直流电网模型验证了所设计保护方案的有效性。仿真结果表明,所提保护方案仅利用单端电流量即可识别并隔离故障,具有反时限动作特性和一定的抗过渡电阻能力,适用于直流电网的快速后备保护。

关键词：直流电网双极故障电流增量整定计算后备保护

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直流电网电压控制器的参数计算方法

中国电机工程学报 2016年第22期36卷 6111-6121页

作者：李云丰汤广福庞辉吴亚楠贺之渊安婷中国电力科学研究院北京市海淀区100192 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院) 北京市昌平区102200

合适的定直流电压控制器参数是保证直流电网有效运行的前提。文章基于戴维南等效模型推导了单个换流站输出直流电压的小干扰数学模型,并结合直流电网网络方程,建立了直流电网通用小干扰数学模型。为了便于对定直流电压控制外环控制器参... 详细信息

合适的定直流电压控制器参数是保证直流电网有效运行的前提。文章基于戴维南等效模型推导了单个换流站输出直流电压的小干扰数学模型,并结合直流电网网络方程,建立了直流电网通用小干扰数学模型。为了便于对定直流电压控制外环控制器参数进行定量计算,文章提出了一种直流电网等效方法。该方法能够在基本不影响直流电网运行特性的基础上使得原始直流电网数学模型的阶数得到最大程度简化,从而有利于实现定直流电压控制器参数的定量计算。文章以五端直流电网为例,建立直流电网电磁暂态仿真模型与小干扰数学模型计算程序,验证了所建立小干扰数学模型以及控制器参数设计的正确性。

关键词：模块化多电平换流器高压直流输电直流电网小干扰等效模型戴维南等效模型

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直流电网功率控制体系构建及实现方式研究

中国电机工程学报 2015年第15期35卷 3803-3814页

作者：刘云荆平李庚银周飞陈禹辛新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网智能电网研究院北京市昌平区100028

直流电网技术优势突出,发展前景广阔。功率控制体系和控制策略设计是关系直流电网规划、运行和发展的基础性问题。分析交、直流高压电网控制在承担主体、目标、特性曲线、响应速度等方面异同,提出直流电网有功功率分层控制体系方案,明... 详细信息

直流电网技术优势突出,发展前景广阔。功率控制体系和控制策略设计是关系直流电网规划、运行和发展的基础性问题。分析交、直流高压电网控制在承担主体、目标、特性曲线、响应速度等方面异同,提出直流电网有功功率分层控制体系方案,明确各层功能定位:一次控制负责直流电压实时稳定;二次控制按照调度指令实时调整系统输送功率;三次控制基于预测数据计算结果,提前下达系统经济环保调度指令;四次控制承担电网故障及恢复过程中大时间尺度下功率平衡、稳定控制等任务。一次、二次和三次控制瞄准系统正常运行工况,而四次控制针对事故和系统恢复过程中系统结构变化和四种不同状态转换过程。分析各层控制策略、运行方式和实现途径,研究分层控制系统间计算结果、响应速度、参数更新周期、通信延迟等协调配合关键技术,分析系统调节容量、通信能力、交流系统强弱等关键影响因素。该方案既借鉴现有电网成熟经验,又体现直流电网技术特点,促进控制精确性和复杂性平衡,有利于提高与现有电网技术管理体系兼容性,加快推进直流电网研究和工程应用。同时,提出未来直流电网在控制体系构建标准化、控制策略设计差异化、仿真分析高效化、研究途径多样化等方面尚待深入研究。

关键词：直流电网功率控制分层结构直流电压稳定控制策略

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直流电网中潮流控制器电路拓扑比较

电力系统自动化 2016年第17期40卷 232-239页

作者：陶以彬朱旭陈武余豪杰李春来桑丙玉中国电力科学研究院(南京) 江苏省南京市210003 东南大学电气工程学院江苏省智能电网技术与装备重点实验室江苏省南京市210096 国网青海省电力公司电力科学研究院青海省西宁市810008

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不足。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... 详细信息

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不足。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。文中对现有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,在此基础上,提出一种新型线间直流潮流控制器。随后分别从4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研究,验证了各类直流潮流控制器的特性。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。

关键词：直流电网直流潮流控制器拓扑比较仿真验证

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直流电网潮流控制器的配置方法

电网技术 2015年第8期39卷 2210-2216页

作者：杨越张文亮汤广福安婷吴亚楠中国电力科学研究院国家电网公司国网智能电网研究院

为研究直流电网的潮流控制器配置问题,首先,分析了直流电网潮流控制器的工作原理及其对直流电网潮流分布的影响,根据直流电网潮流控制器接入前后,系统潮流的变化及支路载流量的限值要求,提出直流电网潮流控制器的配置原则,并在此基础上... 详细信息

为研究直流电网的潮流控制器配置问题,首先,分析了直流电网潮流控制器的工作原理及其对直流电网潮流分布的影响,根据直流电网潮流控制器接入前后,系统潮流的变化及支路载流量的限值要求,提出直流电网潮流控制器的配置原则,并在此基础上分别构造函数用于直流电网潮流控制器接入位置的判断;其次,以系统潮流均衡分布为目标对直流电网的潮流分布进行优化;最后,分别在N-1和正常工作2种运行状态下,以六端柔性直流电网为例,进行系统潮流计算和潮流控制器的配置,通过直流电网潮流控制器接入前后系统潮流的变化验证了所述方法的正确性与有效性。

关键词：直流电网潮流控制直流潮流控制器潮流运行空间位置选择

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直流电网网络输电模式及其输电分配技术研究

中国电机工程学报 2015年第S1期35卷 25-35页

作者：刘云荆平李庚银周飞陈禹辛雷晰陈艳霞新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网智能电网研究院北京市昌平区100028 国网北京市电力公司北京市丰台区100075

首先分析直流电网技术发展趋势,指出网络输电模式将替代端对端专线模式成为直流电网发展主流,指出优化输电分配策略有利于直流电网应对规划、建设和运行等阶段对安全、经济、市场和环境等诉求,阐述基于有功和无功控制解耦、交流和直流... 详细信息

首先分析直流电网技术发展趋势,指出网络输电模式将替代端对端专线模式成为直流电网发展主流,指出优化输电分配策略有利于直流电网应对规划、建设和运行等阶段对安全、经济、市场和环境等诉求,阐述基于有功和无功控制解耦、交流和直流电网仿真解耦、运行工况可控、设备应用和工程施工技术经济性持续提高等,直流电网输电分配优化策略理论基础坚实,具备工程实施潜力;其次,分析直流电网输电分离、时空分布、网络强连通等特性,提出选取用户最优平衡网络流量分配原则,采用若干理想化假设,引入守恒、非负、定界等约束条件,建立直流电网输电需求均衡Beckmann分配数学模型,选择Frank-Wolfe搜索算法求解全局唯一最优解,实现数学建模和求解算法精确性和复杂性协调统一,并结合实例分析;最后,阐述该技术路线在线路耗费、网架结构、线路损耗、电源和负荷变化、直流线路容量等参量选取方面局限性,分析导致仿真模型与实际工况间差异的因素,指出未来直流电网输电分配技术研究在完善基础特性数学建模、建立直流电网标准仿真模型、优化模型和算法、引入安全约束、实施动态优化、拓宽优化途径等方面尚待继续深入。

关键词：直流电网网络模式直流线路输电分配网络流量

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直流电网潮流分析与控制研究综述

高电压技术 2017年第4期43卷 1067-1078页

作者：李国庆边竞王鹤杨洋王浩翔东北电力大学电气工程学院吉林132012

近年来,基于电压源型换流器的直流电网技术发展迅速,成为相关领域的研究热点。潮流问题是电力系统分析中最基本的问题,对直流电网潮流分析与控制技术的研究也是直流电网研究中最重要的基础。首先归纳总结了直流电网的潮流计算和最优潮... 详细信息

近年来,基于电压源型换流器的直流电网技术发展迅速,成为相关领域的研究热点。潮流问题是电力系统分析中最基本的问题,对直流电网潮流分析与控制技术的研究也是直流电网研究中最重要的基础。首先归纳总结了直流电网的潮流计算和最优潮流计算的方法,并对2者的收敛性和计算效率进行了讨论;在此基础上,针对直流电网潮流控制自由度不足的问题,从系统级控制和直流潮流控制器2个方面,概述了对直流电网潮流进行控制的方法,并对控制效果和经济性做出了评述;最后,对直流电网潮流分析与控制技术的发展趋势和关键问题进行了总结与展望。

关键词：电压源型换流器直流电网潮流分析与控制直流潮流控制器

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直流电网联网设备与控制策略研究综述

电网技术 2018年第1期42卷 12-24页

作者：王渝红阳莉汶江伟刘程卓王媛四川大学电气信息学院四川省成都市610065 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

直流电网的控制策略是保证其稳定运行的关键,而联网设备是实现其控制策略的主体。相对于多端直流系统,直流电网拓扑结构和电力电子设备的复杂度提高,这对其控制策略提出了新的要求。首先归纳了直流电网的定义并给出典型拓扑,分析了直流... 详细信息

直流电网的控制策略是保证其稳定运行的关键,而联网设备是实现其控制策略的主体。相对于多端直流系统,直流电网拓扑结构和电力电子设备的复杂度提高,这对其控制策略提出了新的要求。首先归纳了直流电网的定义并给出典型拓扑,分析了直流电网各联网设备的功能,并总结了直流电网的技术特点,由此提出对其控制策略的要求。然后结合直流电网联网设备的特性,分别总结了直流电网基本控制策略、潮流优化控制策略和故障控制策略等关键问题的国内外研究进展。最后在此基础上提出了直流电网控制策略方面亟待研究的一些问题,为未来的研究工作提供参考。

关键词：直流电网控制策略潮流控制直流潮流控制器直流电网故障直流断路器

直流电网中超导限流器与高压直流断路器的协调配合方法

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电力自动化设备 2018年第11期38卷 121-128页

作者：赵坚鹏赵成勇许建中郭春义华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

为缓和直流电网中直流断路器(DCCB)的最大切除时间和切断故障电流大小之间的矛盾,研究超导限流器(SFCL)抑制直流故障电流的方法,提出一种SFCL与DCCB的协调配合方案。分析了不同阻值SFCL的限流特性,并针对超导体并联电阻值、限流电抗值... 详细信息

为缓和直流电网中直流断路器(DCCB)的最大切除时间和切断故障电流大小之间的矛盾,研究超导限流器(SFCL)抑制直流故障电流的方法,提出一种SFCL与DCCB的协调配合方案。分析了不同阻值SFCL的限流特性,并针对超导体并联电阻值、限流电抗值等影响因素进行了比较,在此基础上提出了SFCL与DCCB的时序配合条件。在PSCAD/EMTDC中搭建了含SFCL的5端直流电网测试模型,仿真结果验证了SFCL的故障限流特性,通过合理选择SFCL参数与限流电抗器值可以有效抑制故障电流值,减少DCCB中耗能支路耗散的能量,加速故障隔离过程。

关键词：直流电网超导限流直流断路器时序配合