半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

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  • 交直流混联电网保护与控制技术
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    • 特高压交直流电网系统保护及其关键技术

      2018, 42(22):2-10. DOI: 10.7500/AEPS20180502008

      摘要 (1694) HTML (0) PDF 4.56 M (1829) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国特高压交直流电网发展过渡期,电网特性持续发生重大变化,传统的安全稳定防御技术和措施难以适应,亟须对电网安全防控体系进行提升。在梳理电网大的特性变化基础上,分析了适应特高压交直流电网实践的“系统保护”的必要性及需求。提出了系统保护的体系设计,包括设计思路、总体构成、具体措施等。提出了系统保护关键技术,并着重介绍了全景状态感知、实时决策与协同控制、精准负荷控制技术的需求及框架。最后,简述了国家电网在系统保护建设上的实施方案,为特高压交直流大电网安全稳定运行控制提供了解决方案。

    • 高压直流输电线路故障清除及恢复策略研究综述

      2019, 43(11):181-190. DOI: 10.7500/AEPS20180906009

      摘要 (1224) HTML (96) PDF 1.38 M (1173) 评论 (0) 收藏

      摘要:高压直流输电线路故障后的快速清除和恢复对整个系统的稳定、可靠运行至关重要。文中分析总结了现有基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)系统和基于电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)系统中直流线路故障清除及恢复策略。指出现有策略中存在盲目恢复的不足,会对整个系统造成更大的冲击或者不必要的停运。提出了一种可能的解决方案:在不同直流输电系统中展开直流输电线路故障自适应恢复研究,实现直流输电系统的安全、快速恢复,完善直流线路故障综合处理方案。

    • 行波特性分析及行波差动保护技术挑战与展望

      2018, 42(19):184-191. DOI: 10.7500/AEPS20171116010

      摘要 (1501) HTML (0) PDF 1.55 M (1235) 评论 (0) 收藏

      摘要:行波差动保护以行波电气量构成,具有两个特点:行波是电压和电流的组合电气量,天然地包含了分布电容电流;行波是运动电磁场,传输时延是运动的必然属性。因此行波差动保护与电压等级、分布电容电流和线路长度无关。行波差动保护可以按照暂态电气量构成,也可以按照稳态电气量构成,前者动作速度快,后者抗干扰能力强。行波差动保护可以应用于交流线路,也可以应用于直流线路。文中首先综述了国内外行波差动保护技术的研究现状,然后系统地总结了行波特性,接着指出了行波差动保护实际应用面临的挑战,最后重点分析了行波差动保护在特高压交流输电线路、直流输电线路和半波长交流输电线路上的应用,并展望了行波差动保护的发展前景。

    • 抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制

      2018, 42(22):91-97. DOI: 10.7500/AEPS20170726005

      摘要 (1375) HTML (0) PDF 1.33 M (1610) 评论 (0) 收藏

      摘要:多直流馈入受端电网的换相失败是威胁系统安全的重要问题,为增强系统的动态无功支撑能力,降低直流换相失败概率,国家电网有限公司将在全网部分直流换流站内配置一定数量的调相机。文中首先分析了调相机投运对电网直流换相失败特性的影响,针对常规调相机控制方式在抑制直流连续换相失败方面的不足,分析了调相机紧急控制对抑制直流连续换相失败的效果。根据实际电网中直流连续换相失败特点及控制要求,设计了预防直流连续换相失败的调相机紧急控制系统架构,并提出了调相机紧急控制的实现方法,基于实际电网仿真验证了所提控制架构和方法的有效性。

    • 特高压直流闭锁后的交直流混联受端电网最优切负荷方案

      2018, 42(22):98-106. DOI: 10.7500/AEPS20171013004

      摘要 (1588) HTML (0) PDF 1.41 M (1364) 评论 (0) 收藏

      摘要:交直流混联受端电网中大容量特高压直流(UHVDC)输电线路发生直流闭锁故障后,电网会产生巨大功率缺额,引起潮流大幅度转移和频率跌落,可能会造成交流通道过载,引发连锁故障。针对这一问题提出了一种交直流混联受端电网最优切负荷方案计算方法。该方法基于广域测量技术,利用直流闭锁后瞬间量测数据,建立闭锁后稳态时交流通道传输功率和电网频率的估算模型,考虑交流通道传输功率极限、电网频率安全约束及可切负荷的重要性差异,以负荷综合损失最小为目标,建立最优切负荷方案的优化模型。通过改进的粒子群优化(PSO)算法求解得到电网最优切负荷点及其对应的最优切负荷量,保证了直流通道闭锁之后,交直流混联受端电网的安全稳定运行。最后在机电暂态软件PSS/E中以IEEE 39节点改进系统为例,通过仿真分析对所提方法进行对比验证,证明了该方法的正确性和有效性。

    • 风电经混合型MMC-HVDC并网的交直流故障穿越策略

      2018, 42(7):37-43. DOI: 10.7500/AEPS20170926007

      摘要 (1542) HTML (0) PDF 1.38 M (1633) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现内陆大规模风电的可靠并网,采用高压直流输电技术和架空线路进行远距离电能传输是有效的解决方案。由于架空线易发生线路故障,采用具有故障自清除能力的换流器拓扑是主要解决途径之一。采用混合型模块化多电平换流器来进行风电并网,设计了不依赖于换流站间通信的并网系统交直流故障无闭锁穿越策略。系统无闭锁故障穿越期间并网点交流电压可控,风机可维持正常运行。考虑到故障期间风机持续并网输出功率,设计了耗散电阻和与风机内部斩波电阻相配合的策略,以耗散多余的能量。最后,通过PSCAD/EMTDC的多组仿真,验证了并网系统无闭锁穿越交直流故障及快速恢复的有效性。

    • 特高压直流线路保护原理及动作策略分析

      2019, 43(21):1-11. DOI: 10.7500/AEPS20181229004

      摘要 (1080) HTML (0) PDF 1.57 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先结合特高压直流输电的特点,分析了复杂的电网结构、灵活的运行方式和更远的输电距离对直流线路保护提出的更高要求。其次,结合直流线路保护的工程应用现状,阐述了基于单端量和双端量的保护原理的研究进展,归纳了2类保护中涉及的方法。随后总结了常见的特高压直流线路保护动作策略,并对故障重启动逻辑进行了介绍。最后,在现有研究的基础上,分析了直流线路保护需进一步关注的问题和可能的解决办法。

    • 直流输电系统换相失败统计分析及抵御措施建议

      2019, 43(18):13-17. DOI: 10.7500/AEPS20190130006

      摘要 (1162) HTML (0) PDF 1.40 M (1224) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着特高压直流工程不断投运、换流容量不断增加,换相失败对电网产生的有功、无功冲击更加严峻,严重威胁大电网安全稳定运行。文中对国家电网有限公司21个在运直流输电系统换相失败发生情况进行了统计分析,总结归纳换相失败发生概率的主要影响因素。基于统计分析结论,从降低换相失败概率和减小换相失败后能量冲击两方面,提出晶闸管关断特性优化、换流阀换相失败智能监测控制和换相失败后能量吸收等技术措施,为换相失败抵御措施的进一步研究和工程应用提供参考。

    • 高压直流输电线路保护的前加速

      2019, 43(9):1-8. DOI: 10.7500/AEPS20190102001

      摘要 (2077) HTML (0) PDF 1.70 M (1249) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前高压/特高压直流输电工程中基于行波等原理的直流线路快速保护的耐高阻能力不强,而针对高阻接地故障的基于差动等原理的慢速保护的动作速度又很慢。交流线路保护中靠近电源侧的前加速先无选择性地快速动作,而后再通过重合闸来纠正这种非选择性动作。文中将前加速概念引入直流输电线路快速保护中,达到直流线路故障下保护既快速又能适应高阻接地的目的;先动作移相而后通过闭锁等措施来纠正这种非选择性动作。分析了增加前加速段后需要考虑的问题,对故障过渡电阻阻值进行了估算。仿真验证显示线路末端500 Ω接地故障约2 ms动作时区分区外故障仍然存在较大的裕度。

    • 基于暂态功率的高压直流线路单端量保护

      2019, 43(21):203-212. DOI: 10.7500/AEPS20181126010

      摘要 (447) HTML (0) PDF 1.59 M (642) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统高压直流单端量保护存在可靠性较低的问题,通过计及直流边界、线路频变等因素影响,研究了高压直流线路暂态功率故障特性,提出了基于暂态功率的单端量保护方案。根据暂态功率在正方向区内外故障的频率段差异性,利用高低频段暂态能量比值,构成边界保护元件;针对利用暂态功率频率衰减特征无法区分正反方向故障的局限性,利用暂态功率极性构造方向辅助判据。结合保护启动元件和故障选极元件构成基于暂态功率的单端量保护方案。仿真结果表明,该保护方案能够快速有效地区分直流线路区内外故障,具有一定的抗过渡电阻性能及抗干扰能力,可靠性较高。