同步参考坐标系锁相环是高压直流(high voltage direct current,HVDC)同步触发控制系统中广泛应用的一种窄带宽锁相环,在交流系统故障引起相位跳变情况下,其动态响应缓慢。为增大锁相环的带宽,一种滑动平均滤波器(moving average filter...同步参考坐标系锁相环是高压直流(high voltage direct current,HVDC)同步触发控制系统中广泛应用的一种窄带宽锁相环,在交流系统故障引起相位跳变情况下,其动态响应缓慢。为增大锁相环的带宽,一种滑动平均滤波器(moving average filter,MAF)被前置于锁相环路,然而MAF本身存在响应延迟,制约了锁相环的同步速度。为了缓解响应延迟问题,文中提出一种考虑MAF延时和前馈补偿的HVDC快速锁相环。首先,利用MAF线性暂态特征预测相位变化,并分别针对故障接入和切除引起的相位跳变问题提出不同的补偿策略;接着,利用不变性原理对锁相环路进行前馈补偿,在负反馈控制和前馈补偿共同构成的复合校正控制系统的作用下,锁相环能够在较小PI参数下实现快速响应;最后,将所提快速锁相环在CIGRE HVDC标准模型和三峡—上海直流工程模型中进行仿真验证。结果表明,该快速锁相环能够有效缓解滤波器响应延迟的制约,缩短失锁时间,进而提高高压直流逆变侧抵御换相失败的能力。展开更多
针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角...针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角不匹配是连续换相失败的重要诱因。同时不对称故障后,负序分量通过极控、阀控两级控制系统对实际触发角造成的影响,增加连续换相失败的风险。因此提出了一种基于实际触发角响应的连续换相失败抑制方法,通过实际触发角修正整流侧电流指令值。与此同时,该方法通过陷波器降低负序电流对极控层触发角指令值的影响,通过相序解耦控制器和换相电压相位补偿降低负序电压对阀控层触发角实际值的影响。该方法能实现动态、自适应的电流指令值调整,提升恢复过程中直流电流与实际触发角的匹配度,提升直流系统抵御连续换相失败能力。在CIGRE标准测试模型和实际工程模型中,验证了理论分析的正确性和优化方法的有效性。展开更多
现有低压限流环节(voltage dependent current order limitation,VDCOL)使得高压直流系统的有功和无功强耦合,不能在交流故障持续及恢复过程中充分利用换流站自身的无功支撑能力来改善其恢复性能。该文以CIGRE HVDC标准测试模型与贵广...现有低压限流环节(voltage dependent current order limitation,VDCOL)使得高压直流系统的有功和无功强耦合,不能在交流故障持续及恢复过程中充分利用换流站自身的无功支撑能力来改善其恢复性能。该文以CIGRE HVDC标准测试模型与贵广Ⅱ工程模型作为算例,对两种模型交流故障下的直流电流及无功功率可运行范围进行了分析计算,并在PSCAD/EMTDC仿真程序中进行了验证;接着,对VDCOL的外特性进行了分析,结果表明其输出的直流电流指令不在所计算的可运行范围内;最后,采用了一种替换VDCOL的无功控制策略,该策略不仅能保证故障下直流两侧的控制指令位于可运行范围内,也能改善高压直流系统的故障恢复性能。展开更多
该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先...该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先,分别建立了逆变侧锁相环采用滑动平均滤波(mo ving average filter,MAF)和级联延时消去滤波(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)的LCC-HVDC小干扰动态模型,并通过电磁暂态仿真验证了该模型的正确性。其次,基于拉普拉斯变换获得系统定电压控制回路的传递函数,利用奈奎斯特稳定判据以及稳定裕度指标分析不同锁相环对定电压控制回路稳定性的影响,并进行了机理分析,同时在PSCAD/EMTDC的电磁暂态模型上进行了验证。最后,进一步在LCC-HVDC工程模型上对该文所得结论的普适性进行了仿真验证。展开更多
高压直流(high voltage direct current,HVDC)换流器具有一定的动态无功调节能力,充分利用换流站的无功调节能力,可显著改善HVDC系统的稳定性能。文中研究了HVDC系统稳态运行时的无功功率可调节能力,分析了有功功率和无功功率相互耦合...高压直流(high voltage direct current,HVDC)换流器具有一定的动态无功调节能力,充分利用换流站的无功调节能力,可显著改善HVDC系统的稳定性能。文中研究了HVDC系统稳态运行时的无功功率可调节能力,分析了有功功率和无功功率相互耦合的特性,以国际大电网(conference International des grands reseaux electriques,CIGRE)的HVDC标准测试模型和贵广Ⅱ直流输电工程模型为算例,对稳态工况的直流电流可运行范围进行了解析,进而求出整流、逆变两侧的无功功率可调节能力,并将其应用在无功控制中。研究发现,CIGRE的HVDC标准测试模型对于容性的无功功率和感性的无功功率调节能力相近,而贵广Ⅱ直流输电工程模型对感性无功的调节能力远大于对容性无功的调节能力。在电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC中验证了无功功率可调节能力的正确性和应用价值。展开更多
提出一种多直流附加控制器调制信号的选取方法。首先利用留数分析法选出那些对目标模式可观性最好的广域信号,与直流电流整定点处的输入信号组成配对调制信号方案;其次针对每种调制信号方案,利用相对增益矩阵(relative gain array,RGA)...提出一种多直流附加控制器调制信号的选取方法。首先利用留数分析法选出那些对目标模式可观性最好的广域信号,与直流电流整定点处的输入信号组成配对调制信号方案;其次针对每种调制信号方案,利用相对增益矩阵(relative gain array,RGA)方法量化地考察多直流附加控制回路间的交互影响程度;而后基于RGA方法分析的量化结果,根据RGA的特性为给定的控制点选取最佳直流附加调制信号。由于是在留数分析的基础上进行RGA计算,因此,这种调制信号选取方法可有效降低计算量和缩短选取进程。最后,通过中国南方电网的算例分析验证该方法的正确性和有效性。展开更多
文摘同步参考坐标系锁相环是高压直流(high voltage direct current,HVDC)同步触发控制系统中广泛应用的一种窄带宽锁相环,在交流系统故障引起相位跳变情况下,其动态响应缓慢。为增大锁相环的带宽,一种滑动平均滤波器(moving average filter,MAF)被前置于锁相环路,然而MAF本身存在响应延迟,制约了锁相环的同步速度。为了缓解响应延迟问题,文中提出一种考虑MAF延时和前馈补偿的HVDC快速锁相环。首先,利用MAF线性暂态特征预测相位变化,并分别针对故障接入和切除引起的相位跳变问题提出不同的补偿策略;接着,利用不变性原理对锁相环路进行前馈补偿,在负反馈控制和前馈补偿共同构成的复合校正控制系统的作用下,锁相环能够在较小PI参数下实现快速响应;最后,将所提快速锁相环在CIGRE HVDC标准模型和三峡—上海直流工程模型中进行仿真验证。结果表明,该快速锁相环能够有效缓解滤波器响应延迟的制约,缩短失锁时间,进而提高高压直流逆变侧抵御换相失败的能力。
文摘针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角不匹配是连续换相失败的重要诱因。同时不对称故障后,负序分量通过极控、阀控两级控制系统对实际触发角造成的影响,增加连续换相失败的风险。因此提出了一种基于实际触发角响应的连续换相失败抑制方法,通过实际触发角修正整流侧电流指令值。与此同时,该方法通过陷波器降低负序电流对极控层触发角指令值的影响,通过相序解耦控制器和换相电压相位补偿降低负序电压对阀控层触发角实际值的影响。该方法能实现动态、自适应的电流指令值调整,提升恢复过程中直流电流与实际触发角的匹配度,提升直流系统抵御连续换相失败能力。在CIGRE标准测试模型和实际工程模型中,验证了理论分析的正确性和优化方法的有效性。
文摘现有低压限流环节(voltage dependent current order limitation,VDCOL)使得高压直流系统的有功和无功强耦合,不能在交流故障持续及恢复过程中充分利用换流站自身的无功支撑能力来改善其恢复性能。该文以CIGRE HVDC标准测试模型与贵广Ⅱ工程模型作为算例,对两种模型交流故障下的直流电流及无功功率可运行范围进行了分析计算,并在PSCAD/EMTDC仿真程序中进行了验证;接着,对VDCOL的外特性进行了分析,结果表明其输出的直流电流指令不在所计算的可运行范围内;最后,采用了一种替换VDCOL的无功控制策略,该策略不仅能保证故障下直流两侧的控制指令位于可运行范围内,也能改善高压直流系统的故障恢复性能。
文摘该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先,分别建立了逆变侧锁相环采用滑动平均滤波(mo ving average filter,MAF)和级联延时消去滤波(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)的LCC-HVDC小干扰动态模型,并通过电磁暂态仿真验证了该模型的正确性。其次,基于拉普拉斯变换获得系统定电压控制回路的传递函数,利用奈奎斯特稳定判据以及稳定裕度指标分析不同锁相环对定电压控制回路稳定性的影响,并进行了机理分析,同时在PSCAD/EMTDC的电磁暂态模型上进行了验证。最后,进一步在LCC-HVDC工程模型上对该文所得结论的普适性进行了仿真验证。
文摘高压直流(high voltage direct current,HVDC)换流器具有一定的动态无功调节能力,充分利用换流站的无功调节能力,可显著改善HVDC系统的稳定性能。文中研究了HVDC系统稳态运行时的无功功率可调节能力,分析了有功功率和无功功率相互耦合的特性,以国际大电网(conference International des grands reseaux electriques,CIGRE)的HVDC标准测试模型和贵广Ⅱ直流输电工程模型为算例,对稳态工况的直流电流可运行范围进行了解析,进而求出整流、逆变两侧的无功功率可调节能力,并将其应用在无功控制中。研究发现,CIGRE的HVDC标准测试模型对于容性的无功功率和感性的无功功率调节能力相近,而贵广Ⅱ直流输电工程模型对感性无功的调节能力远大于对容性无功的调节能力。在电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC中验证了无功功率可调节能力的正确性和应用价值。
文摘提出一种多直流附加控制器调制信号的选取方法。首先利用留数分析法选出那些对目标模式可观性最好的广域信号,与直流电流整定点处的输入信号组成配对调制信号方案;其次针对每种调制信号方案,利用相对增益矩阵(relative gain array,RGA)方法量化地考察多直流附加控制回路间的交互影响程度;而后基于RGA方法分析的量化结果,根据RGA的特性为给定的控制点选取最佳直流附加调制信号。由于是在留数分析的基础上进行RGA计算,因此,这种调制信号选取方法可有效降低计算量和缩短选取进程。最后,通过中国南方电网的算例分析验证该方法的正确性和有效性。
