基于改进VDCOL的多馈入直流系统连续换相失败抑制及协调恢复
发布时间：2022-01-20 14:57
为提高特高压直流多馈入系统连续换相失败抑制及恢复能力,分析了直流控制系统模块中低压限流环节（Voltage Dependent Current Order Limiter, VDCOL）的交流电压和直流电压这两种输入方式对于不同系统故障的控制效果。针对两种不同输入方式的VDCOL各自的优势,提出了一种改进的VDCOL模块。该模块通过设计合理的输入信号转换控制策略可有效抑制多馈入直流系统连续换相失败并提升其协调恢复速度。以某实际电网的特高压直流多馈入系统为例进行仿真研究,基于PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提方法可有效减少逆变阀组的连续换相失败次数、缩短系统故障恢复时间。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(13)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
河南电网特高压直流多馈入结构
张伟晨，等基于改进VDCOL的多馈入直流系统连续换相失败抑制及协调恢复-65-变阀组2，低压阀组为逆变阀组3。1.2逆变侧控制策略青海-河南直流与天中直流均采用CIGREHVDC标准测试模型的控制策略，逆变侧配置有定电流控制、定关断角控制。其结构框图如图2所示。图2逆变阀组阀组控制策略Fig.2DiagramofinvertercontrolofUHVDC图2中Imes、Umes、mes为取自阀组测量系统的直流电流测量值、直流电压测量值以及熄弧角测量值；RV为补偿电阻；ord为熄弧角额定值；Iord_rec为VDCOL输出值。逆变侧还配备有低压限流控制器(VDCOL)和电流偏差控制器(CEC)。2低压限流环节对多馈入系统暂态特性影响2.1低压限流环节基本原理低压限流器(VDCOL)是指在某些故障情况下，当直流电压或交流电压低于某一值时，自动降低定电流控制的整定值，而在直流电压或交流电压恢复后，又自动恢复整定值的控制功能[24]。该环节有利于促进电压跌落过程中系统的换相过程，一定程度上减少换相失败概率[25]。CIGREHVDC标准测试模型中VDCOL的电压-电流(U-I)特性曲线如图3所示。图3低压限流器特性曲线Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如图3所示，U为VDCOL输入电压；I为VDCOL输出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I间关系式为0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL输入对逆变侧控制影响VDCOL控制器根据输入信号的不同，可分为交流电压输入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流电压输入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我国多数的直流输电工程采用常规的DC-VDCOL控制，该类型控制Idc的指令值跟随Udc动态变化；AC-VDCOL控
ord_rec为VDCOL输出值。逆变侧还配备有低压限流控制器(VDCOL)和电流偏差控制器(CEC)。2低压限流环节对多馈入系统暂态特性影响2.1低压限流环节基本原理低压限流器(VDCOL)是指在某些故障情况下，当直流电压或交流电压低于某一值时，自动降低定电流控制的整定值，而在直流电压或交流电压恢复后，又自动恢复整定值的控制功能[24]。该环节有利于促进电压跌落过程中系统的换相过程，一定程度上减少换相失败概率[25]。CIGREHVDC标准测试模型中VDCOL的电压-电流(U-I)特性曲线如图3所示。图3低压限流器特性曲线Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如图3所示，U为VDCOL输入电压；I为VDCOL输出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I间关系式为0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL输入对逆变侧控制影响VDCOL控制器根据输入信号的不同，可分为交流电压输入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流电压输入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我国多数的直流输电工程采用常规的DC-VDCOL控制，该类型控制Idc的指令值跟随Udc动态变化；AC-VDCOL控制较少使用在实际工程中，该控制是根据实际检测到的交流换相电压UL的动态变化反应于Idc的指令值中。两种VDCOL控制方式都能够快速反应电压波动，进而调整直流系统运行特性，但由于电压采样点的不同，对系统暂态特性恢复也有着显著差异。本小节分别从直流系统故障和交流系统故障两方面对AC-VDCOL、DC-VDCOL的控制特性进行分析。2.2.1直流线路故障下不同输入VDCOL控制特性分析图1所示的多馈入系统中，设置两组对照试验：方式一各回直流逆变侧阀控制均采用常规的DC-VDCOL控制；方?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种抑制连续换相失败的非线性VDCOL控制策略[J]. 孟庆强,刘泽洪,洪乐荣,周小平,夏海涛,刘一峰,汪鑫. 电力系统保护与控制. 2019(07)
[2]换相失败预测控制对特高压直流运行影响分析及改进[J]. 李程昊,刘遵义,石光,张振安,王骅. 全球能源互联网. 2018(05)
[3]交直流混联受端电网频率紧急协调控制技术及应用[J]. 董希建,罗剑波,李雪明,李碧君,万芳茹,薛峰,王忠明,李志辉. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[4]特高压交直流电网输电技术及运行特性综述[J]. 张天,龚雁峰. 智慧电力. 2018(02)
[5]计及换相失败预测控制和故障合闸角的HVDC换相失败分析[J]. 李程昊,刘畅,张振安,姚伟,文劲宇,王建波. 电力系统自动化. 2018(03)
[6]多馈入直流输电系统换相失败研究综述[J]. 王玲,文俊,崔康生,孔维波,刘连光,谢文超. 电工电能新技术. 2017(08)
[7]逆变侧控制策略对换相失败影响的研究[J]. 赵书强,董沛毅,蒲莹,卢亚军,马玉龙,高本锋,毛亚鹏. 电网技术. 2016(12)
[8]一种抑制传统直流输电连续换相失败的虚拟电阻电流限制控制方法[J]. 郭春义,李春华,刘羽超,蒋碧松,赵成勇,周勤勇. 中国电机工程学报. 2016(18)
[9]影响多馈入直流系统换相失败的电网薄弱区域快速识别方法[J]. 肖浩,李银红,于芮技,段献忠. 中国电机工程学报. 2016(07)
[10]高压直流输电系统开路电压的研究[J]. 张烁,李永丽,李博通. 电力自动化设备. 2015(11)
本文编号：3599028
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(13)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
河南电网特高压直流多馈入结构
张伟晨，等基于改进VDCOL的多馈入直流系统连续换相失败抑制及协调恢复-65-变阀组2，低压阀组为逆变阀组3。1.2逆变侧控制策略青海-河南直流与天中直流均采用CIGREHVDC标准测试模型的控制策略，逆变侧配置有定电流控制、定关断角控制。其结构框图如图2所示。图2逆变阀组阀组控制策略Fig.2DiagramofinvertercontrolofUHVDC图2中Imes、Umes、mes为取自阀组测量系统的直流电流测量值、直流电压测量值以及熄弧角测量值；RV为补偿电阻；ord为熄弧角额定值；Iord_rec为VDCOL输出值。逆变侧还配备有低压限流控制器(VDCOL)和电流偏差控制器(CEC)。2低压限流环节对多馈入系统暂态特性影响2.1低压限流环节基本原理低压限流器(VDCOL)是指在某些故障情况下，当直流电压或交流电压低于某一值时，自动降低定电流控制的整定值，而在直流电压或交流电压恢复后，又自动恢复整定值的控制功能[24]。该环节有利于促进电压跌落过程中系统的换相过程，一定程度上减少换相失败概率[25]。CIGREHVDC标准测试模型中VDCOL的电压-电流(U-I)特性曲线如图3所示。图3低压限流器特性曲线Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如图3所示，U为VDCOL输入电压；I为VDCOL输出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I间关系式为0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL输入对逆变侧控制影响VDCOL控制器根据输入信号的不同，可分为交流电压输入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流电压输入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我国多数的直流输电工程采用常规的DC-VDCOL控制，该类型控制Idc的指令值跟随Udc动态变化；AC-VDCOL控
ord_rec为VDCOL输出值。逆变侧还配备有低压限流控制器(VDCOL)和电流偏差控制器(CEC)。2低压限流环节对多馈入系统暂态特性影响2.1低压限流环节基本原理低压限流器(VDCOL)是指在某些故障情况下，当直流电压或交流电压低于某一值时，自动降低定电流控制的整定值，而在直流电压或交流电压恢复后，又自动恢复整定值的控制功能[24]。该环节有利于促进电压跌落过程中系统的换相过程，一定程度上减少换相失败概率[25]。CIGREHVDC标准测试模型中VDCOL的电压-电流(U-I)特性曲线如图3所示。图3低压限流器特性曲线Fig.3CharacteristiccurveofVDCOL如图3所示，U为VDCOL输入电压；I为VDCOL输出的直流指令值。由此可得，VDCOL的U、I间关系式为0.55,0.4()0.90.19,0.40.90.91,UIfUUUU(1)2.2AC/DC-VDCOL输入对逆变侧控制影响VDCOL控制器根据输入信号的不同，可分为交流电压输入的VDCOL(AC-VDCOL)和直流电压输入的VDCOL(DC-VDCOL)[20]。我国多数的直流输电工程采用常规的DC-VDCOL控制，该类型控制Idc的指令值跟随Udc动态变化；AC-VDCOL控制较少使用在实际工程中，该控制是根据实际检测到的交流换相电压UL的动态变化反应于Idc的指令值中。两种VDCOL控制方式都能够快速反应电压波动，进而调整直流系统运行特性，但由于电压采样点的不同，对系统暂态特性恢复也有着显著差异。本小节分别从直流系统故障和交流系统故障两方面对AC-VDCOL、DC-VDCOL的控制特性进行分析。2.2.1直流线路故障下不同输入VDCOL控制特性分析图1所示的多馈入系统中，设置两组对照试验：方式一各回直流逆变侧阀控制均采用常规的DC-VDCOL控制；方?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种抑制连续换相失败的非线性VDCOL控制策略[J]. 孟庆强,刘泽洪,洪乐荣,周小平,夏海涛,刘一峰,汪鑫. 电力系统保护与控制. 2019(07)
[2]换相失败预测控制对特高压直流运行影响分析及改进[J]. 李程昊,刘遵义,石光,张振安,王骅. 全球能源互联网. 2018(05)
[3]交直流混联受端电网频率紧急协调控制技术及应用[J]. 董希建,罗剑波,李雪明,李碧君,万芳茹,薛峰,王忠明,李志辉. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[4]特高压交直流电网输电技术及运行特性综述[J]. 张天,龚雁峰. 智慧电力. 2018(02)
[5]计及换相失败预测控制和故障合闸角的HVDC换相失败分析[J]. 李程昊,刘畅,张振安,姚伟,文劲宇,王建波. 电力系统自动化. 2018(03)
[6]多馈入直流输电系统换相失败研究综述[J]. 王玲,文俊,崔康生,孔维波,刘连光,谢文超. 电工电能新技术. 2017(08)
[7]逆变侧控制策略对换相失败影响的研究[J]. 赵书强,董沛毅,蒲莹,卢亚军,马玉龙,高本锋,毛亚鹏. 电网技术. 2016(12)
[8]一种抑制传统直流输电连续换相失败的虚拟电阻电流限制控制方法[J]. 郭春义,李春华,刘羽超,蒋碧松,赵成勇,周勤勇. 中国电机工程学报. 2016(18)
[9]影响多馈入直流系统换相失败的电网薄弱区域快速识别方法[J]. 肖浩,李银红,于芮技,段献忠. 中国电机工程学报. 2016(07)
[10]高压直流输电系统开路电压的研究[J]. 张烁,李永丽,李博通. 电力自动化设备. 2015(11)
本文编号：3599028
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