摘要：高压大容量柔性直流电网工程因设有直流断路器,导致其阀厅空气间隙与空间布局和以往柔性直流工程有显著不同。针对高压大容量柔性直流电网特点,对阀厅空气净距计算及紧凑化布局设计开展研究。采用g参数法对非标准气象条件下空气间隙的放电特性进行修正,提出了求取最大空气净距时的阀厅温、湿度取值方法,提出了含直流断路器的高压大容量阀厅紧凑化布局设计方法。以张北±500 kV柔性直流电网试验示范工程张北换流站为例,修正了柔性直流工程阀厅空气净距计算的温、湿度取值条件,求得空气净距值。阀厅布局方案对比分析表明,在满足空气净距和检修空间的要求下,该紧凑化设计显著压缩了阀厅尺寸。

摘要：提出了采用混合型模块化多电平换流器(hybrid modular multilevel converter,hybrid MMC)和直流开关构建柔性直流电网进行架空线远距离电能传输的方案。针对由全桥型子模块和半桥型子模块组成的混合型MMC,分析了其拓扑结构、基本运行原理和直流电压运行区间,提出了混合型MMC的三自由度控制架构,并详细分析了直流故障穿越控制策略,进而设计了混合型MMC构成的柔性直流电网的故障清除策略和多次重启动时序。故障期间,混合型MMC无须闭锁IGBT,可控制故障电流至0,从而保持不间断运行、持续向交流系统提供无功支撑。3次重启动失败后,架空柔性直流电网配置的直流开关在零故障电流下开断以隔离故障电流通道,直流电网重启,线路潮流发生转移。最后在PSCAD/EM TDC仿真平台验证了所提出的故障清除策略及重启动时序的可行性。

摘要：分析了柔性直流电网线路直流潮流控制理论、柔性直流潮流控制器拓扑结构和工作原理,提出了柔性直流潮流控制器控制的相关控制策略,旨在促进我国供电管理水平的提高提供建议。

摘要：建立全球能源互联网是实现新能源大规模开发、高比例接入电网的重要发展方向。文中对柔性直流电网跨接在欧洲交流主网上的可行性及影响进行了深入分析。首先,梳理了欧洲资源负荷的分布情况,设计了直流换流站的位置、容量和直流网架的结构;然后,基于机电暂态仿真软件PSS/E,在欧洲交流网架上建立了51端柔性直流电网;最后,针对柔性直流电网接入后交流电网的频率、电压稳定性,柔性直流电网对于交流网侧输入功率不稳定情况下的响应策略以及紧急功率支援能力等进行了仿真研究。仿真结果表明,规划的柔性直流电网能够提供功率支撑并降低换流站注入功率波动的影响,提高欧洲电网的稳定性。

摘要：直流转换开关是柔性直流电网中可实现故障隔离及运行方式转换的重要设备,其运行工况与常规直流输电工程存在差别。首先对柔性直流电网与常规直流输电中的直流转换开关配置进行了介绍,对其在各自系统中的作用进行了对比分析;然后对直流转换开关转换过程进行了分析,提出了各部件的关键技术要求;最后对其关键运行工况进行了仿真分析,完成了柔性直流电网工程用直流转换开关的设计。对柔性直流系统用直流转换开关设计具有一定的借鉴作用。

摘要：在分析各种运行方式下高压柔性直流电网控制目标的基础上,提出基于上层控制的高压多换流站协调控制系统架构,在此基础上设计了换流器双极有功、无功和交流电压闭环控制策略,针对柔性直流电网应用,设计了双极协调控制方法,在控制保护仿真系统上进行了动态性能验证,并提出高压直流电网在有、无通信条件下统一的多换流器协调控制策略,控制保护系统联合RTDS组成闭环数模仿真系统,在仿真系统上对多换流器不同通信条件下的统一多换流器协调控制策略进行验证,证明了所提策略的有效性和正确性。

摘要：针对目前高压直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)存在造价高和体积大的问题。该文设计了适用于柔性直流电网故障清除的并联型混合MMC拓扑(parallel hybrid modular multilevel converter,PH-MMC)。在传统半桥MMC拓扑的基础上,通过集成由全桥子模块(full-bridge submodules,FBSM)组成的能量吸收支路到MMC内部,并在其桥臂和直流侧增加相应的辅助支路,可在故障期间快速有效地清除直流故障。介绍了PH-MMC拓扑的工作原理、附加控制器的设计和直流故障的清除过程,对新增各部分支路器件的电压、电流应力进行分析,并就典型方案的器件使用数量进行对比。在PSCAD/EMTDC搭建四端直流电网模型进行验证,仿真结果表明:PH-MMC(10)MCB方案可快速清除直流故障,具有一定的经济性和实用性。

摘要：混合式直流断路器(hybrid DC circuit breaker,HDCCB)是解决直流开断最有前景的方案之一。但基于电力电子的负载换流开关(load commutation switch,LCS)在主通流支路上的导通损耗和成本较高,阻碍了HDCCB的应用。该文提出一种基于真空开关与气体开关串联的复合开关自然换流型混合式直流断路器,其利用气体开关的高弧压特性驱动自然换流,利用真空开关的快介质恢复特性承担暂态恢复电压,具有损耗低、换流可靠、体积紧凑、成本低等特点。该文分析气体机械开关的电弧电压特性,详细研究分闸速度、燃弧电流、气体类型和磁场、气体压强等不同因素对气体机械开关弧压的影响规律,并提出气体机械开关的设计方法。在此基础上,研制10kV复合开关自然换流型直流断路器原理样机,并进行开断测试,开断电流可达15kA,有效验证了该自然换流方法的可行性。

摘要：张北柔性直流电网工程将首次实现混合式直流断路器的工程示范应用,并采用故障率更高的架空线作为输电线路,因此故障过电压对整个系统的威胁更加严峻。文中以柔直电网中直流侧发生单极接地故障为例,研究了含有直流断路器下的单极接地故障暂态特性,并在PSCAD/EMTDC平台上搭建了柔直电网过电压仿真模型,仿真分析了直流断路器中避雷器限电压系数γ、转移支路子模块闭锁时间和避雷器投入方式对关键节点和设备上过电压水平的影响。结果表明:柔性直流换流站的直流母线、换流变阀侧、限流电抗器端间和金属回线过电压随着γ的增大而增大,避雷器吸收能量随γ取值增大而减小;随着转移支路子模块闭锁时间的增加,单极接地过电压有所减小;避雷器依次投入(带有适当的延迟)比避雷器同时投入在限流电抗器端间产生的过电压大幅减小,而对其他设备的过电压影响不大。研究结果可为柔性直流换流站绝缘设计和直流断路器工程化应用提供参考。

摘要：直流转换开关是常规高压直流输电系统中重要设备之一,在采用金属回线的柔性直流电网中,无源型直流转换开关同样可以得到应用。由于柔性直流电网运行方式较常规端对端直流输电系统更为复杂,需要对直流转换开关的具体工况进行分析研究。文中对直流转换开关在金属回线柔性直流电网中的配置方案和运行工况进行了分析研究,通过建立转换/开断回路的数学模型,分析得出了直流转换开关关键工况的筛选依据;通过PSCAD/EMTDC仿真软件搭建仿真模型,验证了该筛选依据的正确性,为柔直电网用直流转换开关的设计提供依据。