ImageVerifierCode 换一换
格式:PDF , 页数:6 ,大小:530.61KB ,
资源ID:6106586      下载积分:10 金币
快捷注册下载
登录下载
邮箱/手机:
温馨提示:
快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。 如填写123,账号就是123,密码也是123。
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝    微信支付   
验证码:   换一换

开通VIP
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.zixin.com.cn/docdown/6106586.html】到电脑端继续下载(重复下载【60天内】不扣币)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: 微信登录   QQ登录  

开通VIP折扣优惠下载文档

            查看会员权益                  [ 下载后找不到文档?]

填表反馈(24小时):  下载求助     关注领币    退款申请

开具发票请登录PC端进行申请

   平台协调中心        【在线客服】        免费申请共赢上传

权利声明

1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前可先查看【教您几个在下载文档中可以更好的避免被坑】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时联系平台进行协调解决,联系【微信客服】、【QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【版权申诉】”,意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:0574-28810668;投诉电话:18658249818。

注意事项

本文(直流输电系统换相失败仿真分析及运行情况统计.pdf)为本站上传会员【xrp****65】主动上传,咨信网仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知咨信网(发送邮件至1219186828@qq.com、拔打电话4009-655-100或【 微信客服】、【 QQ客服】),核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载【60天内】不扣币。 服务填表

直流输电系统换相失败仿真分析及运行情况统计.pdf

1、第 36 卷 第 6 期 电 网 技 术 Vol.36 No.6 2012 年 6 月 Power System Technology Jun.2012 文章编号:1000-3673(2012)06-0266-06 中图分类号:TM 721 文献标志码:A 学科代码:4704051 直流输电系统换相失败仿真分析及运行情况统计 李新年,易俊,李柏青,孙华东,雷霄,曾南超(中国电力科学研究院,北京市 海淀区 100192)Simulation Analysis and Operation Statistics of Commutation Failure in HVDC Transmission

2、System LI Xinnian,YI Jun,LI Baiqing,SUN Huadong,LEI Xiao,ZENG Nanchao (China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing 100192,China)ABSTRACT:By means of electromagnetic transient simulation program a detailed model of HVDC power transmission system actually operated in current power

3、 grids is built,and detailed variation of electric quantities during the commutation failure process in HVDC power transmission system,the duration of commutation failure and its impacts on AC power transmission grid as well as DC block caused by commutation failure are analyzed.The statistical anal

4、ysis on commutation failure in HVDC power transmission system with receiving end in Shanghai is performed.Research results show that commutation failure leads to severe fluctuation of such electrical quantities as DC current,DC voltage and DC power,however the duration of the fluctuations usually is

5、 not longer than 100ms,so its impact on AC power system is transitory,meanwhile the there is low probability of DC block caused by commutation failure.KEY WORDS:electromagnetic transient simulation;detailed model of HVDC power transmission system;commutation failure;DC block;operation condition;stat

6、istical analysis 摘要:通过电磁暂态仿真程序建立了电网中实际运行的直流输电系统的详细模型,分析了直流输电系统换相失败过程中电气量的详细变化过程、换相失败的持续时间、对交流电网的影响,以及换相失败引起直流闭锁的情况,并对落点上海的直流输电系统在实际运行中的换相失败情况进行统计分析。研究结果表明,换相失败会导致直流电流、电压、功率等电气量发生剧烈波动,但持续时间通常不超过 100 ms,对交流系统的冲击较为短暂,同时换相失败造成直流闭锁的概率很低。关键词:电磁暂态仿真;直流详细模型;换相失败;直流闭锁;运行情况;统计分析 0 引言 换相失败是直流逆变侧的常见事件之一,直流输电系统自

7、身的故障及交流系统的扰动均可能引发换相失败。在直流发生换相失败的过程中,直流电压、电流、功率都会发生剧烈变化,从而对交流系统产生冲击1-15。若引发换相失败的因素无法及时清除,换相失败还可能引起直流闭锁。随着我国电网中投运的直流输电工程越来越多,直流输电系统换相失败对交直流输电系统的影响日益成为值得关注的问题。文献1从换相失败发生本质出发,分析多种因素对换相失败发生概率的影响,从机制上研究换相失败对交直流系统的影响,并利用机电暂态程序进行仿真验证。本文在此基础上通过电磁暂态仿真程序建立目前电网中实际运行的直流输电系统的详细模型,基于该模型分析直流输电系统换相失败过程中逆变侧直流电压、电流、有功

8、功率、交换无功功率的详细变化过程,不同故障情况下换相失败的持续时间,换相失败对交流电网的影响;分析目前直流工程中换相失败保护参数配置情况及换相失败引起直流闭锁的风险;并对落点上海的直流输电系统在实际运行中的换相失败情况进行统计分析。1 直流逆变器换相失败简介 在换流器中,当 2 个桥臂之间换相结束后,刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内,如果未能恢复阻断能力,或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕,这 2 种情况下阀电压转变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相,这就是换相失败。引发直流输电系统换相失败的原因可分为 2 大类:第 1 类是直流输电系统自身的故障,第 2 类是

9、受端交流系统故障或扰动对直流输电系统的影响。对于多直流馈入系统,直流输电系统故障只会引起第 36 卷 第 6 期 电 网 技 术 267 该直流本身的换相失败,交流系统故障或扰动则可能影响附近的所有直流输电系统,引起多条直流的同时换相失败1-10。对于短时的换相失败,故障清除后,直流逆变器通常都能恢复正常换相。对于长时间的连续换相失败,则可能引起直流保护系统闭锁直流,从而对交直流输电系统造成较大冲击。2 换相失败仿真研究 2.1 华东电网结构 在对规划数据进行等值简化的基础上采用电磁暂态程序2,4-5建立了华东地区交直流输电系统研究模型,电网结构见图 1。模型中包括上海地区换流站出线和上海环网

10、的所有 500 kV 交流线路,葛洲坝南桥、宜都华新、团林枫泾及复龙奉贤 4 回直流输电系统详细模型,对交流系统发生单一、严重故障下,直流输电系统发生换相失败的持续时间,换相失败过程中逆变侧主要电气量的变化情况及对受端电网的影响进行研究。太仓 徐行杨行 外二顾路远东 奉贤复龙亭卫汾湖 团林 桐乡 枫泾 葛洲坝 南桥 三林 华新 宜都 常熟南石牌 泗泾 浙北特沪西特 瓶窑 仁和 乔司 含山 妙西 武南 政平 龙泉 岷珠 溧阳 裕隆 车坊 苏州东 吴江 苏特 51黄渡 梅里 木滨 苏同里 苏州 惠泉 练塘 图 1 华东交直流输电系统结构 Fig.1 Structure of AC/DC trans

11、mission system in East China Grid 2.2 换相失败过程中逆变侧各电气量的变化情况 直流逆变器发生换相失败后,直流电压突降,直流电流剧增,直流功率陡降,进而对交流系统产生冲击。为了更准确的掌握换相失败对交流系统的影响,需要对换相失败过程中逆变侧直流电压、电流、功率及交换无功功率、换流母线电压变化情况以及换相失败持续时间进行详细的分析。上海地区换流站附近 500 kV 线路及环网上发生三相故障时,由于葛南、宜华、林枫、复奉 4 回直流落点集中,发生交流故障后各换流站换流母线电压均有不同程度的跌落,电压下降的程度与换流站距离故障点的电气距离有关,即距故障点越近电压跌

12、落越严重,一般靠近故障点的换流站换流母线电压可跌落至零附近。以奉贤远东 500 kV 交流线路奉贤侧三永故障为例,故障后奉贤站换流母线电压下降至零附近,南桥、枫泾和华新站的电压也出现大幅下降,最低分别至 0.389 pu、0.458 pu 和 0.617 pu,导致 4 回直流同时发生换相失败,其中复奉直流换相失败持续时间最长为 83 ms,华新站与故障点的电气距离较远换相失败仅持续了 10 ms。图 2为奉贤远东三永故障时奉贤侧仿真波形。从图 2给出的仿真波形可以看出,换相失败期间,直流电流大幅上升,一般可短时升至额定电流的 1.5 倍,直流电压陡降甚至反向,直流功率瞬时下降并短时反向,最低

13、至1.0 pu(小于 10 ms),直流功率为零的时间一般不超过 100 ms。t/s 0.8 0.6 0.4 0.20.04 0000功率/104MW 1.001 0001 00001电压/kV 电流/kA (a)直流功率、直流电压、直流电流 t/s 0.35 0.25 0.150.050.45电压/kV 06000004 000无功功率/Mvar (b)换流母线交流电压、交换无功功率 图 2 奉贤远东三永故障时奉贤侧仿真波形 Fig.2 Simulation responses of Fengxian when three phase short circuit fault occurre

14、d at Fengxian-Yuandong AC line 逆变侧交流故障瞬间,如果导致逆变器换相失败,在换相失败瞬间,直流电流大幅上升,一般会导致逆变器吸收无功增多,通常出现瞬时从交流系统吸收无功的现象,对于弱受端系统会造成受端换流母线电压大幅下降,进而导致逆变站无功补偿设备发出的无功剧降,从而需要向交流系统吸收更多268 李新年等:直流输电系统换相失败仿真分析及运行情况统计 Vol.36 No.6 的无功,但对于华东电网换相失败期间并未引起换流母线电压的明显变化。在故障期间和故障后直流恢复过程中,由于直流换流器吸收无功与交流滤波器和并联电容器组发出无功的特性不一致,各直流换流站与所连的交

15、流系统间的无功交换较为复杂。这主要取决于以下因素的综合:故障类型、故障期间各换流母线电压水平和恢复情况、故障后直流输送功率水平、VDCOL 参数、故障后直流恢复速度等。一般直流发生换相失败后,在电流调节器和VDCOL 的作用下,迅速减小直流电流,协助直流系统恢复换相;当交流故障清除后,在 VDCOL 的作用下,直流电流随着直流电压的恢复而逐渐上升,如果换流站的无功补偿设备提供的无功恢复快于直流恢复时逆变器吸收的无功,换流站无功补偿设备将向系统提供大量无功,使得逆变侧换流母线的电压短时升高。表 1 为逆变侧换流母线电压变化情况。表2为直流输送功率和交换无功功率变化情况。表 1 逆变侧换流母线电压

16、变化情况 Tab.1 Converting bus voltage in inverter station 逆变侧各换流母线故障最低电压/pu/恢复过程中最高电压/pu 序 号 故障线路 团林枫泾 复龙奉贤 葛洲坝南桥 宜都华新1 奉贤远东 0.46/1.06 0.00/1.05 0.39/1.13 0.62/1.02 2 华新黄渡 0.48/1.06 0.53/1.05 0.48/1.13 0.00/1.05 3 枫泾练塘 0.00/1.10 0.64/1.04 0.50/1.13 0.70/1.02 4 泗泾南桥 0.30/1.07 0.50/1.06 0.00/1.15 0.60/1.0

17、2 5 亭卫南桥 0.30/1.08 0.50/1.06 0.00/1.15 0.60/1.02 6 练塘泗泾 0.20/1.08 0.52/1.06 0.15/1.15 0.55/1.03 7 练塘亭卫 0.03/1.10 0.54/1.07 0.27/1.15 0.60/1.03 注:1)表中换流母线电压以各直流逆变侧换流母线电压的额定电压为基准值;2)表中故障线路中 表示在该侧发生三永故障,以下同。表 2 直流输送功率和交换无功功率变化 Tab.2 The variation of DC power and exchange Reactive power in inverter stat

18、ion 交流故障期间各回直流最低输送功率 PL/pu/直流恢复过程交换无功功率最大变化量 Qm/pu序号 故障线路 团林 枫泾 复龙 奉贤 葛洲坝 南桥 宜都华新 1 奉贤远东 0.63/0.44 0.71/0.41 1.04/0.58 0.29/0.282 华新黄渡 0.53/0.41 0.32/0.39 1.00/0.56 0.45/0.623 枫泾练塘 0.78/0.68 0.05/0.34 1.06/0.57 0.31/0.214 泗泾南桥 0.66/0.56 0.71/0.42 0.62/0.66 0.28/0.305 亭卫南桥 0.60/0.54 0.71/0.42 0.60/0.

19、66 0.28/0.296 练塘泗泾 0.24/0.57 0.71/0.42 0.73/0.64 0.75/0.297 练塘亭卫 0.78/0.67 0.72/0.42 0.92/0.63 0.36/0.24注:1)表中直流功率及交换无功均以各回直流的额定输送功率为基准值;2)Qm 以换流站流向交流系统为正方向。从表 2 可看出,在换相失败恢复过程中换流站短时向系统注入大量无功,常规500 kV 直流在9001 500 Mvar,复奉800 kV 特高压直流最大可达到 2 600 Mvar(持续时间 50100 ms),导致换流母线电压短时上升但最大不超过 1.15 pu(见表 1)。交流故障

20、清除后或者故障期间直流就开始恢复功率输送。表 3 给出了直流输电系统故障后的恢复时间,从故障清除起,直流功率恢复到故障前输送功率90%的时间,在 85176 ms 之间,交流故障清除后,交直流系统均能保持稳定运行。表 3 直流功率的恢复时间统计 Tab.3 The statistics of DC power recovery time 直流功率恢复到故障前 90%的时间/ms 序号故障线路团林枫泾 复龙奉贤 葛洲坝南桥 宜都华新1奉贤远东85 176 147 115 2华新黄渡77 156 153 129 3枫泾练塘147 147 156 66 4泗泾南桥99 187 127 113 5亭卫

21、南桥101 190 129 113 6练塘泗泾89 190 129 67 7练塘亭卫154 182 127 65 2.3 换相失败持续时间 电磁暂态程序可以准确仿真换相失败,为掌握换相失败的过程,对交流系统单一故障、严重故障情况下各回直流换相失败的时间进行了分析。采用文献2提出的利用逆变站换流变阀侧电流作为判别换相失败的方法。上海地区换流站附近 500 kV 线路及环网上发生三相故障时,均会导致上海地区的 4 回直流同时发生换相失败,换相失败时间根据逆变站与故障点的电气距离远近不同、换流母线电压的跌落情况不同而不同,在 10124 ms,4 回直流同时换相失败的时间一般在 1046 ms,部分

22、直流的换相失败持续时间超过故障时间,研究结果表明在故障清除时,若换流母线电压恢复过程中畸变严重,如图 3 所示,则可能造成再次换相失败,但换相失败时间较短一般在 1030 ms,换相失败后直流可快速恢复,交直流系统均可以保持稳定。上海环网上发生三永跳双回线故障时,均会导致 4 回直流同时发生换相失败,换相失败时间在10124 ms,同时发生换相失败的时间在 1057 ms。0.080.120.16 0.200600600电压/kV 04 0004 000t/s 电流/A 图 3 枫泾练塘三永故障时枫泾侧仿真波形 Tab.3 Simulation wave of Fengjing station

23、 when three phase short circuit fault occurred at Fengjing-Liantang AC line 第 36 卷 第 6 期 电 网 技 术 269 表 45 比较了亭卫南桥、练塘泗泾、练塘亭卫500 kV 交流线路发生三永故障和三永跳双回的情况,由于故障位置和时间均相同,因此交流线路故障导致各回直流换相失败的持续时间基本相同,但由于N-2 故障清除后双回交流线路跳开,交流系统网络结构的改变导致邻近的直流恢复过程中换流母线电压略有上升,直流功率的恢复略显缓慢,但故障清除后,交直流系统均能保持稳定。表 4 上海地区 N-1 故障时直流换相失败持

24、续时间 Tab.4 Commutation failure duration caused by N-1 AC fault in Shanghai district 换相失败的持续时间Tcf/ms 序号 故障线路 团林枫泾 复龙奉贤 葛洲坝南桥 宜都华新1 奉贤远东 47 83 58 10 2 华新黄渡 46 77 58 122 3 枫泾练塘 124 10 59 10 4 泗泾南桥 54 75 63 10 5 亭卫南桥 55 76 63 10 6 练塘泗泾 53 76 61 42 7 练塘亭卫 123 84 61 43 表 5 上海地区 N-2 故障时直流换相失败持续时间 Tab.5 Comm

25、utation failure duration caused by N-2 AC fault in Shanghai district 换相失败的持续时间Tcf/ms 序号 故障线路 团林枫泾 复龙奉贤 葛洲坝南桥 宜都华新1 远东顾路 48 83 57 10 2 亭卫远东 55 81 63 42 3 亭卫-南桥 55 76 64 10 4 泗泾南桥 52 76 61 42 5 黄渡泗泾 57 83 58 121 6 练塘泗泾 53 82 61 40 7 练塘亭卫 124 85 60 41 上海地区交流线路上发生三相故障单相开关拒动,均会导致 4 回直流同时发生换相失败,距离故障点较近的直流

26、换相失败时间比三永故障时明显增长,在 260352 ms 之间,但对距故障点电气距离较远的直流,即使在拒动相未切除期间,已开始恢复换相,因此对这几回直流换相失败时间的影响不大,4 回直流同时换相失败时间为 1059 ms。表6 为上海地区交流线路三相故障单相开关拒动时直流换相失败持续时间。从表 6 的计算结果上看,黄渡徐行线路发生三相故障单相开关拒动时最为严重,导致宜华直流逆变器换相失败的持续时间为352 ms,林枫直流换相失败持续最短为 59 ms。典型图例见图4 奉贤远东500 kV交流线路发生三相故障单相开关拒动。从图中可以看出,交流故障发生后,4 回直流均发生换相失败,故障后 100

27、ms 发生 A 相开关拒动,邻近故障点的复奉直流逆变器不能恢复正常换相,而其他 3 回直流逆变器可以恢复 表 6 上海地区交流线路三相故障单相开关拒动时 直流换相失败持续时间 Tab.6 Commutation failure duration caused by three phase fault of single-phase switch malfunction 换相失败的持续时间Tcf/ms 序号故障线路 拒动切邻线团林 枫泾 复龙 奉贤 葛洲坝南桥 宜都华新1奉贤远东远东三林50 349 59 20 2黄渡徐行华新黄渡59 84 59 352 3枫泾练塘练塘泗泾263 83 61 4

28、1 4泗泾南桥亭卫南桥56 76 342 10 5练塘泗泾泗泾南桥53 76 270 44 6练塘亭卫亭卫南桥54 81 269 10 04 0004 000电流/A 0.080.180.28 0.38 t/s (a)林枫直流 0.080.180.28 0.38 02 0004 0004 0002 000电流/A t/s (b)复奉直流 02 0002 000电流/A 0.080.180.28 0.38 t/s (c)葛南直流 04 0004 000电流/A 0.080.180.28 0.38 t/s (d)宜华直流 图 4 奉贤远东 500 kV 交流线路 发生三相故障单相开关拒动时逆变侧换

29、流变阀侧电流波形 Fig.4 The current of converter transformer valve side in inverter stations caused by single-phase switch malfunction when three phase fault 换相并开始输送功率,等到拒动相和相应邻线跳开270 李新年等:直流输电系统换相失败仿真分析及运行情况统计 Vol.36 No.6 后,邻近故障的复奉直流才可恢复正常换相。但故障清除后直流输电系统可以快速恢复,交直流系统均能保持稳定。2.4 换相失败对受端交流电网的影响 直流输电系统逆变器发生换相失败后

30、对受端交流系统的主要影响是换相失败期间直流功率大幅下降,引起逆变侧有功功率短时缺额,但是 4 回直流同时发生换相失败时间一般不超过 50 ms,即使发生交流三相故障单相开关拒动的情况,一般仅邻近故障的一回直流发生换相失败的时间较长,最长可达 352 ms,4 回直流同时换相失败的时间一般不超过 60 ms。此外,交流故障清除后,一般交流电压可以快速恢复,而直流输电系统常常在 VDCOL的作用下随着直流电压的上升而逐步恢复电流,导致交流滤波器提供的无功功率大于逆变器消耗的,在直流恢复期间有大量无功功率流入交流系统,但持续时间一般较短,约 50100 ms,引起换流母线电压短时上升,但一般不超过

31、 1.15 pu。因此,虽然在换相失败期间逆变侧出现较大有功缺额,4 回同时换相失败时最大可达 12 000 MW,在直流恢复过程中,换流站向交流系统提供大量无功 功率,4 回直流向系统输送无功功率最大可达 5 700 Mvar,但是持续时间较短一般不超过 100 ms,对交流系统的冲击是短暂的,换相失败后交直流输电系统均能快速恢复稳定运行。3 直流输电系统换相失败后引发直流闭锁分析 换相失败是高压直流输电系统逆变器最常见的事件之一,它将导致直流电压降低、电流增大、直流功率短时下降甚至反向,但直流输电系统并未闭锁;当故障清除后,随着交流系统电压的恢复,直流输电系统可以正常恢复。一般情况下,直流

32、换相失败的时间在 100 ms 左右。但当直流输电系统出现长时间的换相失败,会有相应的保护闭锁直流。目前国家电网公司投运的直流工程中一般均配有换相失败保护,当检测到 2 个 6 脉动桥之一发生换相失败认为是由于阀不能正确触发造成,一般延时 600 ms 闭锁直流;而 2 个 6 脉动桥都发生换相失败故障则认为是由于交流系统故障造成,需要与交流保护配合,一般 I 段延时 2.6 s 闭锁直流,II 段延时 10 s 闭锁直流。即,由于直流自身故障引起的换相失败,延时 600 ms 闭锁直流;由于交流系统故障引起的换相失败,至少要 2.6 s 才会闭锁直流。不同直流输电工程配置的直流闭锁动作时间会

33、有所差异,例如天广直流配置了计数原理的换相失败保护,在 3.5 s 检测到 150 次换相失败时请求控制系统切换,保护在 3.5 s 检测到 260 次换相失败则动作闭锁直流。当交流系统故障时,若故障较长时间未清除,其近区的换流母线电压持续比较低,可能造成较长时间的换相失败,从而引起直流闭锁。但目前仿真系统普遍采用的判据是:当线路发生三相短路故障时,故障后0.09 s和0.1 s切除单回或双回交流线路;此外,即使考虑发生三相故障单相开关拒动时,故障后 0.09 s 和 0.10 s 分别跳开故障线路故障侧的两相和对侧的三相开关,在故障后 0.34 s 由失灵保护跳开拒动相和相邻线路。从仿真结果

34、上看,即使发生严重故障的情况,也不会发生直流持续换相失败不能恢复的情况,换相失败持续时间最长为 352 ms,离换相失败保护的动作时间还有相当大的裕度,换相失败引起直流闭锁的风险较低。4 上海地区换相失败统计分析 随着特高压复奉和林枫直流的投产,2011 年已有 4 回直流落点上海地区,为掌握近年来上海多直流馈入系统换相失败的整体情况,对2010年和2011年上海地区直流输电系统换相失败出现的情况进行了统计,统计结果见表 7。表 7 2010、2011 年上海地区换相失败统计 Tab.7 Commutation failure statistics of Shanghai area in 20

35、10 and 2011 换相失败次数统计 年份 葛南 林枫 宜华 复奉 总计 2010 4 10 0 14 2011 22 13 7 1 43 从统计结果上看,2010 年上海地区葛南、宜华、复奉 3 回直流共发生 14 次换相失败,2011 年随着林枫直流的投产落点上海直流为 4 回,共计发生 43次换相失败。引发换相失败的原因大部分为交流侧扰动,一般会导致一回或多回直流发生换相失败。2011 年 8 月发生过一次交流系统扰动引起复奉、林枫和宜华 3 回直流同时换相失败的情况,但在交流故障清除后,直流输电系统均能快速恢复,交直流输电系统均能保持稳定运行。至今尚未出现因交流系统扰动导致 4 回

36、直流换相失败的情况,也未出现因为换相失败导致直流闭锁的情况。第 36 卷 第 6 期 电 网 技 术 271 5 结论 1)换相失败过程中,各电气量均发生剧烈波动,其中换流母线电压最低可降至 0,直流电流一般可增加到额定电流的 1.5 倍,直流有功功率可瞬时下降至 0 甚至短时反向(最低至1.0 pu),直流无功功率过剩,在换相失败恢复过程中换流站短时向系统注入大量无功(常规500 kV 直流在 900 1 500 Mvar,800 kV 特高压直流最大可达到 2 600 Mvar)。2)上海地区交流线路发生单一故障,直流输电系统逆变器换相失败持续时间在 10124 ms。若发生三相故障单相开

37、关拒动的情况,故障点电气距离较近的直流换相失败持续时间明显加长,一般在260352 ms,在交流系统故障及时清除的情况下,直流输电系统能快速恢复,交直流输电系统均能保持稳定运行。3)仿真中换相失败持续时间通常不超过 100 ms,对交流系统的冲击是短暂的,换相失败后交直流输电系统均能快速恢复稳定运行,对系统的稳定运行影响不大。4)目前国网在运直流工程中配备的换相失败保护中,由于交流系统故障导致的换相失败闭锁直流的时间一般在 2 s 以上,而仿真中交流故障引起直流换相失败的持续时间最长不超过 352 ms,距离换相失败保护的动作时间还有相当大的裕度。5)在实际电网中,换相失败是常见的多发性事件。

38、对于多馈入直流受端系统,多回直流同时换相失败也常有发生。但实际运行情况表明,换相失败造成直流闭锁的概率不大。参考文献 1 吴萍,林伟芳,孙华东,等多馈入直流输电系统换相失败机制及特性研究J电网技术,2012,36(5):269-274 Wu Ping,Lin Weifang,Sun Huadong,et alResearch and electromechanical transient simulation on mechanism of commutation failure in multi-infeed HVDC power transmission systemJPower Syst

39、em Technology,2012,36(5):269-274(in Chinese)2 李新年,刘耀,朱艺颖,等华北电网直流多馈入系统动态特性实时仿真J电网技术 2011,35(8):75-80 Li Xinnian,Liu Yao,Zhu Yiying,et alReal-time simulation of dynamic performance of multi-infeed UHVDC transmission system to be connected to North China Power Grid before 2015JPower System Technology,2

40、011,35(8):75-80(in Chinese)3 李新年,李涛,王晶芳,等云广800 kV特高压直流对南方电网稳定性的影响J电网技术,2009,33(20):21-26 Li Xinnian,Li Tao,Wang Jingfang,et alImpacts of 800 kV DC power transmission from Yunnan to Guangdong on stability of China Southern Power GridJPower System Technology,2009,33(20):21-26(in Chinese)4 朱艺颖,胡涛,李新年,等

41、十二五”电网规划设计方案数模仿真研究R北京:中国电力科学研究院,2010 5 李新年,王明新 换流站换相失败相关问题及应对措施研究R 北京:中国电力科学研究院,2011 6 王晶芳,余军,李新年,等800 kV级直流送出工程接入系统仿真研究R北京:中国电力科学研究院,2005 7 王晶芳,余军,李新年,等2010年南方电网直流多落点系统PSCAD计算研究R北京:中国电力科学研究院,2006 8 陈树勇,李新年,余军,等基于正余弦分量检测的高压直流换相失败预防方法J中国电机工程学报,2005,25(14):1-6 Chen Shuyong,Li Xinnian,Yu Jun,et alA me

42、thod based on the sin-cos components detection mitigates commutation failure in HVDCJProceedings of the CSEE,2005,25(14):1-6(in Chinese)9 L Pengfei,LiXinnian,Chen Lingfang,et alA new method of preventing commutation failure in HVDC based on sin-cos components detectionC/International Conference on E

43、lectrical EngineeringYongPyong Korea:ICEE,2006:2-11 10 张晋华,陈凌芳,李新年,等华东电网直流多落点仿真研究的实时仿真试验研究R北京:中国电力科学研究院,2008 11 王晶芳,王智冬,李新年,等含特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真J电力系统自动化,2007,31(11):97-102 Wang Jingfang,Wang Zhidong,Li Xinnian,et alSimulation to study the dynamic performance of multi-infeed AC/DC power systems inc

44、luding UHVDCJAutomation of Electric Power Systems,2007,31(11):97-102(in Chinese)12 何朝荣,李兴源,金小明,等高压直流输电系统换相失败判断标准的仿真分析J电网技术,2007,31(1):20-24 He Chaorong,Li Xingyuan,Jin Xiaoming,et alSimulation analysis on commutation failure criteria for HVDC transmission systems JPower System Technology,2007,31(1):

45、20-24(in Chinese)13 杨卫东,徐政,韩祯祥多馈入交直流电力系统研究中的相关问题J电网技术,2000,24(8):13-17 Yang Weidong,Xu Zheng,Han ZhenxiangSpecial issues and suggestion on muti-infeed AC/DC power systemsJPower System Technology,2000,24(8):13-17(in Chinese)14 林凌雪,张尧,钟庆,等多馈入直流输电系统中换相失败研究综述J电网技术,2006,30(17):40-46 Lin Lingxue,Zhang Yao

46、Zhong Qing,et alA survey on commutation failures in multi-infeed HVDC transmission systemsJPower System Technology,2006,30(17):40-46(in Chinese)15 毛晓明,管霖,张尧,等含有多馈入直流的交直流混合电网高压直流建模研究J中国电机工程学报,2004,24(9):68-73 Mao Xiaoming,Guan Lin,Zhang Yao,et alResearches on HVDC modeling for AC/DC hybrid grid with multi-infeed HVDC JProceedings of the CSEE,2004,24(9):68-73(in Chinese)收稿日期:2012-04-09。作者简介:李新年(1977),男,硕士,高级工程师,研究方向为电力系统分析与仿真、直流输电和电磁暂态分析,E-mail:;易俊(1980),男,博士,高级工程师,研究方向为智能电网、电力系统规划与运行;李柏青(1963),男,硕士,高级工程师,研究李新年 方向为电力系统分析;孙华东(1975),男,博士,高级工程师,研究方向为电力系统分析、运行与控制技术。(责任编辑 王晔)

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        抽奖活动

©2010-2026 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:0574-28810668  投诉电话:18658249818

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :微信公众号    抖音    微博    LOFTER 

客服