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高壓直流縱差保護動作特性分析及改進

電網技術雜志|李曉華 戴揚宇 丁曉兵 楊通贇 蔡澤祥 華南理工大學電力學院 廣東省廣州市510640 南方電網電力調度通信中心 廣東省廣州市510623
【摘 要】

直流線路保護中,行波保護和微分欠壓保護難以檢測到高阻接地故障,作為后備保護的縱差保護也因為特殊閉鎖邏輯的存在使保護動作延時加長,導致極控保護動作,將故障極閉鎖。結合事故實例,基于實際的控制保護模型與參數的PSCAD/EMTDC仿真平臺,采用實際故障錄波分析和仿真分析相結合的手段,系統的分析了直流線路縱差保護拒動原因,并從邏輯上引入交流電壓UAC輔助判據,從原理上解決了保護拒動的問題。實際高壓直流輸電工程的仿真分析驗證了該輔助判據的有效性。

【關鍵詞】
  • 直流線路保護
  • 后備保護
  • 縱差保護
  • 高阻接地故障

電網技術 文檔目錄

電網技術雜志基于MMC的柔性輸電技術

模塊化多電平換流器的拓撲和工業應用綜述

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在高壓大功率系統領域已展現出極其重要的工程應用前景。首先介紹了典型MMC的電路拓撲和工作原理,然后分別從子模塊級拓撲和系統級拓撲2個方面,系統回顧了MMC拓撲的國內外最近研究進展,總結了MMC在柔性直流輸電、電力傳動、高壓直流功率變換、電能質量問題治理等工業領域的工程應用現狀。在此基礎上指出MMC今后亟待研究的關鍵問題。相關研究結果表明,MMC在電力系統中具有廣泛的應用前景,是未來中高壓大功率系統的重要發展方向之一。
1-10

MMC-HVDC系統直流側故障暫態特性分析

摘要:近年來,國內外對模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的研究主要集中于系統建模仿真、控制系統設計等方面。對基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(modular multilevel converter based high voltagedirect current system,MMC-HVDC)直流線路故障的研究也僅是在簡單的故障定性仿真分析上。為了比較精確地定量分析MMC-HVDC系統直流側故障瞬間電氣應力的暫態特性、短路故障狀態下的等值電路模型,分析了系統直流側故障的機理,給出了故障電壓、電流的數學表達式?;赗T-LAB軟件搭建了雙端MMC-HVDC仿真模型,驗證了故障暫態特性分析的結果,單極接地故障使得直流非故障極的對地電壓與換流站交流側的相電壓增大;雙極短路故障會引起換流站的橋臂產生嚴重的過電流現象;單極斷線故障會導致整流站很大的直流電壓變化率,引起嚴重直流過電壓。針對上述問題,文章結合分析結果給出了相應的故障保護要求和策略。
40-46

適用于直流電網的組合式高壓直流斷路器

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在直流電網中具有較大的應用潛力。當前各類MMC拓撲中,半橋型MMC具有最佳的經濟效益,但缺乏直流故障清除能力。目前主要有兩種直流故障清除方法:一種是采用具有直流故障清除能力的子模塊,但會引入額外的功率損耗,同時,需要通過閉鎖MMC來達到清除直流故障的目的;另一種是采用混合式高壓直流斷路器,它具有快速隔離直流故障的能力,但投資費用較大。為有效解決上述弊端,提出一種組合式高壓直流斷路器,并對其控制時序進行了研究。組合式直流斷路器以混合式直流斷路器為設計背景,對其主要設備進行重新配置并加以改進,更加適用于多端柔性直流輸電系統及直流電網。在保證同等直流故障處理能力的前提下,相比混合式高壓直流斷路器,其投資成本大幅度降低。為驗證組合式直流斷路器的有效性,在PSCAD/EMTDC內建立了一個三端單極直流網絡模型。仿真結果驗證了組合式直流斷路器在隔離直流線路故障方面的可行性和有效性。
70-77
電網技術雜志特約專稿

特高壓同步電網安全性論證

摘要:根據《電力系統安全穩定導則》,從短路電流、靜態安全性、暫態穩定性、動態穩定性等方面,校核了特高壓同步電網方案的安全穩定性;根據《電力安全事故應急處置和調查處理條例》要求,校核了可能發生的自然災害導致的電網嚴重故障下,特高壓同步電網的承受能力及可采取的措施;根據第3道防線的設置原則和要求,分析了由低頻減載、低壓減載和解列控制構成的第3道防線在特高壓同步電網的適應性。結果表明,特高壓同步電網安全性滿足《電力系統安全穩定導則》的要求,承受嚴重故障能力強,第3道防線可有效控制事故范圍,避免出現大停電;采用基于廣域同步量測信息的自適應解列、交直流協調控制等技術可以進一步提高系統的安全性。
97-104
電網技術雜志能源互聯網

風電功率預測的新型互聯網運營模式設計

摘要:目前我國大型并網風電場廣泛開展了風電功率預測業務,但實際運營中反映出預測精度不穩定、預測系統運行/開發人員間交互性差、運維成本高等問題,現行運營模式與實際工程應用需求存在顯著的差距。設計了一套風電功率預測新型互聯網運營模式,對其理論基礎、基本概念、核心功能進行了論述。新型運營模式一方面依托大數據技術建立新風電功率預測系統,提升風電場預測精度;另一方面建立預測服務商、風電場用戶多方溝通交流的自服務平臺,為專業服務平臺提供用戶側反饋,促進功率預測結果的可用性。最后基于在吉林風電場群的實際應用證明了該模式在拓寬預測數據視野、提高預測精度等方面具有積極作用。
125-131

計及規?;照{熱平衡慣性的電力負荷日前削峰策略

摘要:目前,城市空調負荷的集中使用已成為我國夏季電網負荷峰谷差增大的重要原因。因此,挖掘用電高峰時段大規??照{負荷的調峰潛力,并采用合理的調控方式削減空調負荷高峰用電,對改善我國夏季電網負荷特性和實現電網安全、穩定、經濟的運行具有重要意義。提出了規?;矘怯钪醒肟照{負荷統一參與電網日前削峰的組合調控模型。首次建立了公共樓宇中央空調系統的等效熱參數模型,并分別闡述了考慮制冷機運行效率的公共樓宇非蓄冷式和蓄冷式中央空調系統降負荷控制策略。對南京市某綜合區內的16棟公共樓宇中央空調系統進行了算例研究。仿真結果表明:在調峰時段內,公共樓宇中央空調系統總負荷能夠很好地跟隨電網調度指令,同時區域電網負荷得到了有效削減。
156-163
電網技術雜志電力系統

中壓饋線理論線損率標桿值的優化設計方法及應用

摘要:當前配電網饋線的理論線損率標桿值主要靠歷史完成值或管理經驗等因素設置,缺乏理論依據,科學性不強,為此提出一種基于模糊聚類?基態修正的中壓配電網饋線理論線損率標桿值的優化設計方法。首先,從線損貢獻率和數據獲取性2個角度出發,設計一套中壓配電網饋線的線損率三維指標體系;然后,利用模糊聚類原理對饋線進行有效性模糊聚類,確定各類的基態饋線,并采用等值電阻法和統計計算法,分類對非基態饋線的理論線損率進行修正計算;最后,建立求解理論線損率標桿值的優化模型,模型以各類饋線降損空間最大為目標,以饋線運維管理水平、設備構架條件和概率分布為約束。以廣東省某市供電企業的中壓配電網饋線為實例驗證方法的有效性和適用性。
199-206

配電網中分布式風電可調魯棒優化規劃

摘要:隨著分布式風力發電接入配電網的比例不斷提高,考慮風電出力隨機性的分布式風電規劃成為了配電網規劃中的重要研究內容。提出了一個計及風速不確定性的魯棒優化規劃方法,為了簡化配電網中魯棒優化的計算,首先對配電網的潮流計算進行了線性化處理,然后又利用線性優化強對偶理論將魯棒優化模型轉變成了一個混合整型線性規劃(mixed integer linear program,MILP)問題。接著又引入了可調魯棒優化規劃模型,通過不確定度彌補魯棒優化偏于保守的不足。最后通過商業軟件CPLEX對上述問題進行求解計算,算例分析表明,使用所提的魯棒優化模型可以快速有效的計算出規劃結果,可調魯棒優化模型可以提高系統的性能魯棒性。
227-233

平衡監管區區域控制偏差限制標準剖析

摘要:探索BAAL(balancing authority ACE limits)標準的內涵,明確其在評價和規范區域控制行為上的本質,理解其在頻率控制方面的作用,可為構建我國新一代評價標準提供參考。為此,通過對BAAL標準考核指標和越限等級的深入剖析,揭示了其本質是保證頻差連續越限的時間不超過30 min;理清了BAAL與CPS1標準之間的關系,即CPS1可約束系統頻差幅值的大小分布特性,而BAAL可對頻差幅值在時間尺度上的連續分布做出限制;通過對BAAL標準設計原理的分析,明確了其評價過程及具有的5個特點。分析表明:BAAL標準主要關注于電網的運行可靠性;從頻率約束角度看,BAAL與CPS1標準相互配合,可對頻差大小及其在時間軸上的分布做出約束;但BAAL只限于數十分鐘及以上時間尺度的頻差幅值約束,對秒至分鐘級的短時頻差約束還未涉及。
256-262
電網技術雜志自動化

高壓直流縱差保護動作特性分析及改進

摘要:直流線路保護中,行波保護和微分欠壓保護難以檢測到高阻接地故障,作為后備保護的縱差保護也因為特殊閉鎖邏輯的存在使保護動作延時加長,導致極控保護動作,將故障極閉鎖。結合事故實例,基于實際的控制保護模型與參數的PSCAD/EMTDC仿真平臺,采用實際故障錄波分析和仿真分析相結合的手段,系統的分析了直流線路縱差保護拒動原因,并從邏輯上引入交流電壓UAC輔助判據,從原理上解決了保護拒動的問題。實際高壓直流輸電工程的仿真分析驗證了該輔助判據的有效性。
283-289

基于流固耦合方法的強風區復合絕緣子結構研究

摘要:為了研究防止復合絕緣子傘裙在強風內產生疲勞斷裂的應對策略和技術措施,基于流固耦合方法,研究了等徑對稱傘型、非對稱傘型和大小大傘型周圍的流場分布、風壓分布以及傘裙形變。研究結果表明:流固耦合仿真計算結果與現場事故現象及風洞試驗結果的契合度很高;大小大傘型的抗風性能較差,等徑對稱傘型的抗風性能最佳;復合絕緣子的傘伸出、傘傾角及傘邊沿厚度與抗風性能之間存在最強的聯系,三者的推薦閾值分別為85 mm、3.5°和4 mm,其最不利迎風角在50°到60°之間。根據推薦閾值設計了2種型號的抗風型復合絕緣子,均通過了風洞試驗檢驗。
316-321

期刊名稱:電網技術

期刊級別:北大核心期刊

期刊人氣:5277

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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