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一種柔性直流網(wǎng)絡直流短路故障穿越方法
本發(fā)明公開了一種具備負電平輸出能力的 MMC 與機械型直流 斷路器協(xié)調(diào)控制實現(xiàn)柔性直流網(wǎng)絡直流短路故障穿越的方法，屬于柔 性直流網(wǎng)絡直流故障保護領域。現(xiàn)有技術中，處理直流故障的手段主 要有三種：依靠交流設備斷開與直流系統(tǒng)的連接、依靠換流器本身進 行直流故障清除、依靠直流設備進行直流故障隔離，但以上三種方法 都無法有效實現(xiàn)柔性直流網(wǎng)絡直流故障保護。本發(fā)明中的 MMC 包括具備負電平輸出能力的子模塊，通過靈活調(diào)節(jié)上、下橋臂輸出電壓， 使換流器直流端口電壓呈現(xiàn)負電平，從而達到直流短路故障電流可控 且快速降
華中科技大學
2021-04-14
多端柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障判斷方法及控制方法
本發(fā)明公開了種多端柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障控制方法， 其通過增大直流電感值從而減小直流故障時直流電流上升率，防止 MMC 閉鎖，或者直流故障期間將 MMC 的交流電流指令值置零從而降 低橋臂電流防止 MMC 閉鎖；或者直流故障期間短期閉鎖 MMC 但不 開斷 MMC 的交流斷路器從而提高故障清除后恢復供電的速度；本發(fā) 明還公開了一種多端柔性直流輸電系統(tǒng)直流故障判斷方法，通過量測 直流電感線路側(cè)直流電壓突變率，在突變率的絕對值超過一定閾值時 即判斷發(fā)生了直流故障。本發(fā)明可防止直流故障時開斷 MMC
華中科技大學
2021-04-14
一種交直流解耦控制方法及其在柔性直流輸電系統(tǒng)的應用
本發(fā)明公開了一種模塊化多電平換流器的交直流解耦控制方法， 包括在電流內(nèi)環(huán)控制中增加直流電流控制，且直流電路控制包括正極 直流電流控制和負極直流電流控制，從而交流電流控制的輸出、正極 直流電流控制的輸出以及負極直流電流控制的輸出共同作為 MMC 各 相橋臂的輸出電壓參考值的主要分量；控制交流電流控制、正極直流 電流控制和負極直流電流控制的參考值和輸出，即可實現(xiàn)對 MMC 各 相橋臂的輸出電壓參考值的主要分量的控制，進而可實現(xiàn)防止直流故 障時換流器因橋臂過電流而閉鎖。本發(fā)明還公開了上述方法在柔性直 流輸
華中科技大學
2021-04-14
柔性直流換流閥多物理場特性及其調(diào)控方法
柔性直流換流閥是直流電網(wǎng)構(gòu)建的核心裝備之一。針對換流閥塔多物理場的綜合作用問題，提出了多介質(zhì)共存時復雜導體結(jié)構(gòu)的伽遼金匹配和點匹配結(jié)合的快速多極子邊界元電場計算方法，提出了閥塔高電場強度區(qū)的電位鉗制、屏蔽和優(yōu)化方法；建立了換流閥電-熱-流體等多物理場計算模型，獲得了金屬鉗制電極形狀對水路局部放電、電化學腐蝕速率的影響等規(guī)律；建立了含散熱器在內(nèi)的IGBT子單元的熱場整體仿真模型，提出了IGBT內(nèi)部芯片的穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)結(jié)溫預測模型及其變流量修正方法。研究成果應用于我國±320kV柔性直流換流閥自主研制，有效性在廈門±320kV柔性直流示范工程中得到進一步驗證，并推廣應用于±500kV及±800kV柔性直流換流閥研制。參與研究的成果“新一代電壓源高壓直流換流器關鍵技術及應用”獲得2017年北京市科學技術獎一等獎，華北電力大學作為項目主要完成單位排名第3，齊磊教授作為主要完成人排名第10。
華北電力大學
2021-02-01
城市軌道交通柔性直流牽引供電系統(tǒng)
1. 痛點問題
城軌交通是城市最大耗電行業(yè)之一，截止2020年底全國有45個城市開通了城軌交通線路244條，線路總長度7969.7公里,年耗電量172.4億千瓦時，其中牽引能耗占比高，達到84億千瓦時。為了實現(xiàn)城軌交通行業(yè)碳達峰、碳中和的目標，必須從現(xiàn)有的城軌牽引供電系統(tǒng)給出解決方案，以應對城軌交通面臨的行車密度大、節(jié)能減碳任務重、供電可靠性要求高等諸多挑戰(zhàn)。
城軌牽引供電系統(tǒng)的核心裝備是連接城市交流配電網(wǎng)與城軌直流牽引網(wǎng)的“交流-直流”電力電子變流器及其運行控制系統(tǒng)。目前國內(nèi)外仍主要采用基于二極管整流機組變流器和以運行狀態(tài)靜態(tài)監(jiān)視為主的電力監(jiān)控。這種傳統(tǒng)技術方案因缺乏管控能力對城市配電網(wǎng)依賴性強，存在外電源布點密集和選址困難問題，而外電源建設導致一次性投資劇增（7000~10000萬元/個），并且會占用大量城市用地和空間；因為列車頻繁啟停沖擊導致配電網(wǎng)和牽引系統(tǒng)設備利用率低，存在依靠高成本的過度裕量來換取系統(tǒng)安全可靠運行問題；因為缺少對系統(tǒng)能效的主動調(diào)度控制、牽引供電電壓波動劇烈、牽引網(wǎng)能量粗放式分布，導致列車再生制動能量無法在牽引系統(tǒng)內(nèi)部高比例利用、大規(guī)模光伏接入和消納困難，存在牽引供電系統(tǒng)內(nèi)部降耗減碳困難問題。
2. 解決方案
基于全控型雙向變流器和智能協(xié)同控制的柔性直流新一代牽引供電技術，具有靈活調(diào)控牽引供電系統(tǒng)能量、主動響應城市配電網(wǎng)需求的能力，從根本上改變牽引供電系統(tǒng)運行機制，為系統(tǒng)性解決牽引供電系統(tǒng)痼疾、牽引供電系統(tǒng)和城市配電網(wǎng)互聯(lián)互動提供了基礎和平臺。
清華大學
2022-04-02
一種真雙極柔性直流輸電系統(tǒng)的站級控制方法
本發(fā)明公開了一種對真雙極系統(tǒng)的站級控制策略，換流站正、負兩極換流器獨立控制、運行，提高直流輸電系統(tǒng)靈活性和可靠性，徹底解決原有系統(tǒng)中換流站與無源網(wǎng)絡或孤島新能源交流網(wǎng)絡相連時失去有功功率調(diào)節(jié)能力、換流站與有源交流網(wǎng)絡相連時正、負極電網(wǎng)間潮流不可調(diào)等問題。換流站與無源網(wǎng)絡相連時，具有調(diào)節(jié)正、負極直流線路功率的能力；換流站與孤島新能源交流網(wǎng)絡相連時，具有調(diào)節(jié)正、負極直流線路功率的能力；換流站與有源交流網(wǎng)絡相連時，通過換流站調(diào)節(jié)正、負極電網(wǎng)間潮流。
東南大學
2021-04-11
一種基于真雙極柔性直流輸電系統(tǒng)的多目標協(xié)同控制方法
本發(fā)明公開了一種基于真雙極柔性直流輸電系統(tǒng)的多目標協(xié)同控制方法，同一換流站內(nèi)正、負兩極換流器獨立控制；其中一極換流器采用恒交流電壓幅值/頻率控制方式，作為電壓控制極提供穩(wěn)定交流電壓；另一極換流器采用有功/無功解耦控制方式，作為功率驅(qū)動極，通過修改有功功率參考值實現(xiàn)換流站所傳輸功率在正負極直流電網(wǎng)中的主動靈活分配。本發(fā)明通過極間協(xié)同控制策略，根據(jù)系統(tǒng)的有功消納需求和運行工況協(xié)同兩極間具體功率分配，功率驅(qū)動極具有良好的功率調(diào)節(jié)特性，而電壓控制極的直流電壓保持穩(wěn)定，且能夠在非正常工況下由健全極主動承擔部分故障極功率，避免故障極傳輸功率過剩，增強了雙極系統(tǒng)的靈活性和可靠性。
東南大學
2021-04-11
一種適用于交流保護的柔性直流雙極短路解析分析方法
本發(fā)明公開了一種適用于交流保護的柔性直流雙極短路解析分 析方法，應用于交流保護技術領域，將 MMC-HVDC 閉鎖后換流站不 控整流分為四個臨界狀態(tài)，分別是三相環(huán)流、兩相環(huán)流、單相環(huán)流和 無環(huán)流狀態(tài)；建立這四個臨界狀態(tài)的電流微分方程與邊界條件方程， 得出對應的電流與臨界電阻解析表達式；通過線性化擬合，得出任意 短路電阻下的故障電流解析表達式，以對 MMC-HVDC 直流雙極短路 故障進行分析。通過本發(fā)明可實現(xiàn)任意短路電阻下的交流電流計算， 彌補了交流保護整定計算無法計及 MMC-HVDC 直流雙極短
華中科技大學
2021-04-14
大型海上風電場經(jīng)柔性多端直流并網(wǎng)的關鍵技術研究及應用
本項目針對大型海上風電場功率外送問題，研究采用基于模塊化多電平換流器的柔性多端直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的關鍵技術問題，從穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和穩(wěn)定性等三個方面深入探究系統(tǒng)的運行與控制特性，揭示系統(tǒng)不穩(wěn)定性產(chǎn)生機理，提出增強互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性的設計原則及鎮(zhèn)定措施，攻克柔性多端直流輸電系統(tǒng)交、直流故障保護難題，并搭建基于MMC的四端柔性直流輸電系統(tǒng)實驗平臺及風電機組模擬平臺，對所提理論進行實驗驗證。 通過本項目的實施，能夠使我國相關技術人員掌握該領域的核心關鍵技術，為大型海上風電場經(jīng)MMC-MTDC并網(wǎng)實際工程建設提供人才支撐和理論指導，為使我國柔性多端直流輸電技術研究進入國際先進行列打下扎實的基礎。 在本項目實施過程中，與國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)緊密合作，充分調(diào)研大型風電場經(jīng)柔性多端直流并網(wǎng)實際工程的運行特性及出現(xiàn)的問題，密切結(jié)合理論研究，揭示問題產(chǎn)生原因，提出問題解決方案。本項目所取得的研究成果均已在國內(nèi)外高水平期刊上發(fā)表，共發(fā)表論文二十余篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索16篇，申請國家發(fā)明專利5項，已授權(quán)2項。
上海交通大學
2021-04-13
大型海上風電場經(jīng)柔性多端直流并網(wǎng)的關鍵技術研究及應用
本項目針對大型海上風電場功率外送問題，研究采用基于模塊化多電平換流器的柔性多端直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的關鍵技術問題，從穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和穩(wěn)定性等三個方面深入探究系統(tǒng)的運行與控制特性，揭示系統(tǒng)不穩(wěn)定性產(chǎn)生機理，提出增強互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性的設計原則及鎮(zhèn)定措施，攻克柔性多端直流輸電系統(tǒng)交、直流故障保護難題，并搭建基于MMC的四端柔性直流輸電系統(tǒng)實驗平臺及風電機組模擬平臺，對所提理論進行實驗驗證。 通過本項目的實施，能夠使我國相關技術人員掌握該領域的核心關鍵技術，為大型海上風電場經(jīng)MMC-MTDC并網(wǎng)實際工程建設提供人才支撐和理論指導，為使我國柔性多端直流輸電技術研究進入國際先進行列打下扎實的基礎。 在本項目實施過程中，與國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)緊密合作，充分調(diào)研大型風電場經(jīng)柔性多端直流并網(wǎng)實際工程的運行特性及出現(xiàn)的問題，密切結(jié)合理論研究，揭示問題產(chǎn)生原因，提出問題解決方案。本項目所取得的研究成果均已在國內(nèi)外高水平期刊上發(fā)表，共發(fā)表論文二十余篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索16篇，申請國家發(fā)明專利5項，已授權(quán)2項。
上海交通大學
2021-04-13