基于改進VDCOL的多饋入直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗抑制及協(xié)調恢復
發(fā)布時間：2022-01-20 14:57
為提高特高壓直流多饋入系統(tǒng)連續(xù)換相失敗抑制及恢復能力,分析了直流控制系統(tǒng)模塊中低壓限流環(huán)節(jié)（Voltage Dependent Current Order Limiter, VDCOL）的交流電壓和直流電壓這兩種輸入方式對于不同系統(tǒng)故障的控制效果。針對兩種不同輸入方式的VDCOL各自的優(yōu)勢,提出了一種改進的VDCOL模塊。該模塊通過設計合理的輸入信號轉換控制策略可有效抑制多饋入直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗并提升其協(xié)調恢復速度。以某實際電網的特高壓直流多饋入系統(tǒng)為例進行仿真研究,基于PSCAD/EMTDC仿真結果表明,所提方法可有效減少逆變閥組的連續(xù)換相失敗次數、縮短系統(tǒng)故障恢復時間。
【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020,48(13)北大核心CSCD
【文章頁數】：10 頁
【部分圖文】：
河南電網特高壓直流多饋入結構
張偉晨，等基于改進VDCOL的多饋入直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗抑制及協(xié)調恢復-65-變閥組2，低壓閥組為逆變閥組3。1.2逆變側控制策略青海-河南直流與天中直流均采用CIGREHVDC標準測試模型的控制策略，逆變側配置有定電流控制、定關斷角控制。其結構框圖如圖2所示。圖2逆變閥組閥組控制策略Fig.2DiagramofinvertercontrolofUHVDC圖2中Imes、Umes、mes為取自閥組測量系統(tǒng)的直流電流測量值、直流電壓測量值以及熄弧角測量值；RV為補償電阻；ord為熄弧角額定值；Iord_rec為VDCOL輸出值。逆變側還配備有低壓限流控制器(VDCOL)和電流偏差控制器(CEC)。2低壓限流環(huán)節(jié)對多饋入系統(tǒng)暫態(tài)特性影響2.1低壓限流環(huán)節(jié)基本原理低壓限流器(VDCOL)是指在某些故障情況下，當直流電壓或交流電壓低于某一值時，自動降低定電流控制的整定值，而在直流電壓或交流電壓恢復后，又自動恢復整定值的控制功能[24]。該環(huán)節(jié)有利于促進電壓跌落過程中系統(tǒng)的換相過程，一定程度上減少換相失敗概率[25]。CIGREHVDC標準測試模型中VDCOL的電壓-電流(U-I)特性曲線如圖3所示。圖3低壓限流器特性曲線Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如圖3所示，U為VDCOL輸入電壓；I為VDCOL輸出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I間關系式為0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL輸入對逆變側控制影響VDCOL控制器根據輸入信號的不同，可分為交流電壓輸入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流電壓輸入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我國多數的直流輸電工程采用常規(guī)的DC-VDCOL控制，該類型控制Idc的指令值跟隨Udc動態(tài)變化；AC-VDCOL控
ord_rec為VDCOL輸出值。逆變側還配備有低壓限流控制器(VDCOL)和電流偏差控制器(CEC)。2低壓限流環(huán)節(jié)對多饋入系統(tǒng)暫態(tài)特性影響2.1低壓限流環(huán)節(jié)基本原理低壓限流器(VDCOL)是指在某些故障情況下，當直流電壓或交流電壓低于某一值時，自動降低定電流控制的整定值，而在直流電壓或交流電壓恢復后，又自動恢復整定值的控制功能[24]。該環(huán)節(jié)有利于促進電壓跌落過程中系統(tǒng)的換相過程，一定程度上減少換相失敗概率[25]。CIGREHVDC標準測試模型中VDCOL的電壓-電流(U-I)特性曲線如圖3所示。圖3低壓限流器特性曲線Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如圖3所示，U為VDCOL輸入電壓；I為VDCOL輸出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I間關系式為0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL輸入對逆變側控制影響VDCOL控制器根據輸入信號的不同，可分為交流電壓輸入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流電壓輸入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我國多數的直流輸電工程采用常規(guī)的DC-VDCOL控制，該類型控制Idc的指令值跟隨Udc動態(tài)變化；AC-VDCOL控制較少使用在實際工程中，該控制是根據實際檢測到的交流換相電壓UL的動態(tài)變化反應于Idc的指令值中。兩種VDCOL控制方式都能夠快速反應電壓波動，進而調整直流系統(tǒng)運行特性，但由于電壓采樣點的不同，對系統(tǒng)暫態(tài)特性恢復也有著顯著差異。本小節(jié)分別從直流系統(tǒng)故障和交流系統(tǒng)故障兩方面對AC-VDCOL、DC-VDCOL的控制特性進行分析。2.2.1直流線路故障下不同輸入VDCOL控制特性分析圖1所示的多饋入系統(tǒng)中，設置兩組對照試驗：方式一各回直流逆變側閥控制均采用常規(guī)的DC-VDCOL控制；方?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種抑制連續(xù)換相失敗的非線性VDCOL控制策略[J]. 孟慶強,劉澤洪,洪樂榮,周小平,夏海濤,劉一峰,汪鑫. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(07)
[2]換相失敗預測控制對特高壓直流運行影響分析及改進[J]. 李程昊,劉遵義,石光,張振安,王驊. 全球能源互聯(lián)網. 2018(05)
[3]交直流混聯(lián)受端電網頻率緊急協(xié)調控制技術及應用[J]. 董希建,羅劍波,李雪明,李碧君,萬芳茹,薛峰,王忠明,李志輝. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(18)
[4]特高壓交直流電網輸電技術及運行特性綜述[J]. 張?zhí)?龔雁峰. 智慧電力. 2018(02)
[5]計及換相失敗預測控制和故障合閘角的HVDC換相失敗分析[J]. 李程昊,劉暢,張振安,姚偉,文勁宇,王建波. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(03)
[6]多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗研究綜述[J]. 王玲,文俊,崔康生,孔維波,劉連光,謝文超. 電工電能新技術. 2017(08)
[7]逆變側控制策略對換相失敗影響的研究[J]. 趙書強,董沛毅,蒲瑩,盧亞軍,馬玉龍,高本鋒,毛亞鵬. 電網技術. 2016(12)
[8]一種抑制傳統(tǒng)直流輸電連續(xù)換相失敗的虛擬電阻電流限制控制方法[J]. 郭春義,李春華,劉羽超,蔣碧松,趙成勇,周勤勇. 中國電機工程學報. 2016(18)
[9]影響多饋入直流系統(tǒng)換相失敗的電網薄弱區(qū)域快速識別方法[J]. 肖浩,李銀紅,于芮技,段獻忠. 中國電機工程學報. 2016(07)
[10]高壓直流輸電系統(tǒng)開路電壓的研究[J]. 張爍,李永麗,李博通. 電力自動化設備. 2015(11)
本文編號：3599028
【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020,48(13)北大核心CSCD
【文章頁數】：10 頁
【部分圖文】：
河南電網特高壓直流多饋入結構
張偉晨，等基于改進VDCOL的多饋入直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗抑制及協(xié)調恢復-65-變閥組2，低壓閥組為逆變閥組3。1.2逆變側控制策略青海-河南直流與天中直流均采用CIGREHVDC標準測試模型的控制策略，逆變側配置有定電流控制、定關斷角控制。其結構框圖如圖2所示。圖2逆變閥組閥組控制策略Fig.2DiagramofinvertercontrolofUHVDC圖2中Imes、Umes、mes為取自閥組測量系統(tǒng)的直流電流測量值、直流電壓測量值以及熄弧角測量值；RV為補償電阻；ord為熄弧角額定值；Iord_rec為VDCOL輸出值。逆變側還配備有低壓限流控制器(VDCOL)和電流偏差控制器(CEC)。2低壓限流環(huán)節(jié)對多饋入系統(tǒng)暫態(tài)特性影響2.1低壓限流環(huán)節(jié)基本原理低壓限流器(VDCOL)是指在某些故障情況下，當直流電壓或交流電壓低于某一值時，自動降低定電流控制的整定值，而在直流電壓或交流電壓恢復后，又自動恢復整定值的控制功能[24]。該環(huán)節(jié)有利于促進電壓跌落過程中系統(tǒng)的換相過程，一定程度上減少換相失敗概率[25]。CIGREHVDC標準測試模型中VDCOL的電壓-電流(U-I)特性曲線如圖3所示。圖3低壓限流器特性曲線Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如圖3所示，U為VDCOL輸入電壓；I為VDCOL輸出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I間關系式為0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL輸入對逆變側控制影響VDCOL控制器根據輸入信號的不同，可分為交流電壓輸入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流電壓輸入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我國多數的直流輸電工程采用常規(guī)的DC-VDCOL控制，該類型控制Idc的指令值跟隨Udc動態(tài)變化；AC-VDCOL控
ord_rec為VDCOL輸出值。逆變側還配備有低壓限流控制器(VDCOL)和電流偏差控制器(CEC)。2低壓限流環(huán)節(jié)對多饋入系統(tǒng)暫態(tài)特性影響2.1低壓限流環(huán)節(jié)基本原理低壓限流器(VDCOL)是指在某些故障情況下，當直流電壓或交流電壓低于某一值時，自動降低定電流控制的整定值，而在直流電壓或交流電壓恢復后，又自動恢復整定值的控制功能[24]。該環(huán)節(jié)有利于促進電壓跌落過程中系統(tǒng)的換相過程，一定程度上減少換相失敗概率[25]。CIGREHVDC標準測試模型中VDCOL的電壓-電流(U-I)特性曲線如圖3所示。圖3低壓限流器特性曲線Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如圖3所示，U為VDCOL輸入電壓；I為VDCOL輸出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I間關系式為0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL輸入對逆變側控制影響VDCOL控制器根據輸入信號的不同，可分為交流電壓輸入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流電壓輸入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我國多數的直流輸電工程采用常規(guī)的DC-VDCOL控制，該類型控制Idc的指令值跟隨Udc動態(tài)變化；AC-VDCOL控制較少使用在實際工程中，該控制是根據實際檢測到的交流換相電壓UL的動態(tài)變化反應于Idc的指令值中。兩種VDCOL控制方式都能夠快速反應電壓波動，進而調整直流系統(tǒng)運行特性，但由于電壓采樣點的不同，對系統(tǒng)暫態(tài)特性恢復也有著顯著差異。本小節(jié)分別從直流系統(tǒng)故障和交流系統(tǒng)故障兩方面對AC-VDCOL、DC-VDCOL的控制特性進行分析。2.2.1直流線路故障下不同輸入VDCOL控制特性分析圖1所示的多饋入系統(tǒng)中，設置兩組對照試驗：方式一各回直流逆變側閥控制均采用常規(guī)的DC-VDCOL控制；方?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種抑制連續(xù)換相失敗的非線性VDCOL控制策略[J]. 孟慶強,劉澤洪,洪樂榮,周小平,夏海濤,劉一峰,汪鑫. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(07)
[2]換相失敗預測控制對特高壓直流運行影響分析及改進[J]. 李程昊,劉遵義,石光,張振安,王驊. 全球能源互聯(lián)網. 2018(05)
[3]交直流混聯(lián)受端電網頻率緊急協(xié)調控制技術及應用[J]. 董希建,羅劍波,李雪明,李碧君,萬芳茹,薛峰,王忠明,李志輝. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(18)
[4]特高壓交直流電網輸電技術及運行特性綜述[J]. 張?zhí)?龔雁峰. 智慧電力. 2018(02)
[5]計及換相失敗預測控制和故障合閘角的HVDC換相失敗分析[J]. 李程昊,劉暢,張振安,姚偉,文勁宇,王建波. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(03)
[6]多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗研究綜述[J]. 王玲,文俊,崔康生,孔維波,劉連光,謝文超. 電工電能新技術. 2017(08)
[7]逆變側控制策略對換相失敗影響的研究[J]. 趙書強,董沛毅,蒲瑩,盧亞軍,馬玉龍,高本鋒,毛亞鵬. 電網技術. 2016(12)
[8]一種抑制傳統(tǒng)直流輸電連續(xù)換相失敗的虛擬電阻電流限制控制方法[J]. 郭春義,李春華,劉羽超,蔣碧松,趙成勇,周勤勇. 中國電機工程學報. 2016(18)
[9]影響多饋入直流系統(tǒng)換相失敗的電網薄弱區(qū)域快速識別方法[J]. 肖浩,李銀紅,于芮技,段獻忠. 中國電機工程學報. 2016(07)
[10]高壓直流輸電系統(tǒng)開路電壓的研究[J]. 張爍,李永麗,李博通. 電力自動化設備. 2015(11)
本文編號：3599028
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3599028.html
