登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1 新能源场经柔直交流线路送出系统拓扑
Fig.1 Topology of VSC-HVDC system with the new energy stations
低电压穿越控制策略如图2所示。故障后,新能源场站通过检测并网点正序电压的跌落程度,并调节输出的无功电流以支撑电网电压,最终实现低电压穿越,即
图2 新能源场站侧与柔直侧故障穿越控制策略
Fig.2 Fault ride through control strategy for double terminal converter station
式中:Iwqref为故障穿越中的无功电流值;Iqref为无功参考电流;Umv为新能源并网点故障电压;Uref为系统额定电压;k1为无功电流增益系数。
柔直换流器则采用主动降压法实现低电压穿越,进而使新能源输出功率降低,消除柔直系统中的有功功率积累。即,当线路发生故障时,故障电流急剧上升,当IRMS>Ilim时(IRMS为电流量测值,Ilim为电流限值),柔直换流器降低交流参考电压值,以实现抑制故障电流的增长。此时控制系统电压跟踪值可表示为
式中:Emmc为柔直换流器的控制系统电压跟踪值,可视为等效内电势;Uacref为柔直换流器的交流参考电压值;k2为柔直控制系统的电压调整系数。
02传统差动保护适应性分析
由图1所示,保护元件配置在交流送出线路两侧,İM与İN分别为两侧保护元件所测量到的工频电流,以线路两侧换流器到线路的方向为正方向。比率制动式电流差动保护判据可表达为
式中:Id为差动电流;Ires为制动电流;k为制动系数,典型取值范围为0.5~0.9;Iop为差动保护的动作门槛。
在不含新能源的交流送出线路中,传统差动保护对区内区外故障的识别具有绝对的可靠性。然而,在新能源经柔直送出线路中,由于故障电流受两侧换流器控制策略的影响,在不同故障场景下电流相角差将在0~180°之间摆动,可得静止坐标系和正负序dq同步旋转坐标系之间关系的空间矢量图,如图3所示。其中,静止坐标系包括三相静止abc与两相静止αβ坐标系。
图3 静止与旋转坐标系的空间矢量关系
Fig.3 The space vector relationship between the stationary and rotating coordinate systems
假设交流送出线发生BC两相短路故障,过渡电阻为零不会产生相角跳变,且故障穿越控制目标为消除负序电流。没有零序和负序电流的影响下,新能源侧的三相短路电流中只包含正序分量,因此A、B、C三相短路电流对称且之间互差120°。而柔直侧短路电流中同时包含了正序电流和负序电流,因此三相短路电流之间不再相互对称。如图4所示,İwa、İwb、İwc和İsa、İsb、İsc分别为新能源侧和柔直侧的三相电流。
图4 交流送出线路相间故障
Fig.4 Phase-to-phase fault in AC line
故障相的电流满足基尔霍夫定律,即
由于新能源侧只存在正序分量电流,可知İwa=İwb– İwc,故式(4)可进一步改写为
由于两侧换流器的限流控制作用,两侧短路电流幅值相差不会很大,但柔直侧没有抑制负序电流,所以柔直侧的短路电流会大于新能源侧短路电流。假设柔直侧的短路幅值为新能源侧短路电流幅值的2倍,则可以推导出在相间故障下柔直侧的两故障相电流之间的相角差约为160°。
柔直侧电流İsc与İsb和新能源侧的电流İwa之间的关系满足式(5)。当İsb与İwa之间的相角为0°~40°时,C相两端的电流相位差为–40°~0°,B相两端的电流相位差为–120°~80°,可知C相的电流差动保护灵敏性会下降,B相存在拒动风险。当İsb与İwa之间的相角为40°~160°时,C相两端的电流相位差处于0°~120°,B相两端的电流相位差为–80°~40°,此时B相的电流差动保护灵敏性会下降,而C相将会存在拒动风险。
综上所述,由于柔直换流器控制策略,电流故障特性受到有功、无功参考值、控制目标等因素的影响,短路电流受到了控制作用的抑制,幅值差异较小,相角受控,相比于传统新能源接入交流系统的场景,新场景下交流线路两侧的故障电流相位差将增加,传统电流差动保护的拒动风险进一步升高。
03计及控保协同的电流差动保护
3.1 保护原理
交流线路发生故障时,柔直侧换流器采用主动降压法的控制策略以实现系统的故障穿越,即根据式(2),降低换流器交流参考电压,从而对交流线路电压进行调节,达到限流的效果。然而,电流随控制参数改变而改变,会直接影响到保护的动作性能。因此,本文将低压穿越控制策略中的参考电压变化趋势考虑进保护判据的构造中,在此定义控制系数αc为
电流差动保护判据可改写为
正常运行时,式(2)中IRMS小于Ilim,两者之差为负值,此时Emmc的数值增大,动作门槛值与制动项增大,此时动作系数进一步小于制动系数,保护可靠不动作。当被保护线路发生短路故障时,柔直侧的控制参数发生变化,通过降低参考电压值来限制故障电流。此时,式(2)中IRMS大于Ilim,两者之差为正值,使得Emmc的数值降低。根据式(6),αc会随着Emmc的降低而减小,令差动电流进一步大于动作门槛值与制动项,从而使制动系数随故障的发生进行自适应调整,提高保护的灵敏性与可靠性。
3.2 保护性能对比分析
在继电保护领域,灵敏度系数是衡量保护原理性能的重要指标。在发生区内故障时,灵敏度系数可以作为保护动作与否的评判标准,确保差动保护能够正确动作。通常,电流差动保护原理的灵敏度系数Ksem定义为其动作方程中差动项与制动项的比值,即
根据式(8),若两端线路上的电流差动保护灵敏度系数大于1,即差动项比制动项大,保护可正常动作,并且该系数越大,证明该保护装置动作性能越好,灵敏度越高;反之,若该系数小于1,保护装置不会动作。
因此,将1设为保护的整定门槛值,可通过Ksem与数值1的比较来判断保护动作情况,并以大于1的幅度进行保护原理灵敏性的判断。式(8)可改写为
式中:Kse为计及控保协同的自适应差动保护原理的灵敏度系数。
显然,Kse与k和αc有关,现将所提保护原理构造的新制动系数设为Km=αck。Km越小,保护的灵敏度系数越高;反之,保护的灵敏度系数越低。通常,传统的电流差动保护将k值取为0.5~0.9,该值不能过低,否则会导致区外故障的误动。根据所提保护原理的判据,制动系数Km可随着换流站控制策略的切换自适应整定,与传统差动保护的制动系数相比更加灵活,能够在故障发生后显著提高保护的灵敏性,大大降低了保护原理在新场景下拒动的风险。由Km=αck,并联立式(2)(9),得到Km为
现以交流线路发生单相接地故障时的仿真实例进行保护原理灵敏性分析,制动系数与灵敏度系数在故障前后的变化如图5所示。图5中,根据工程经验,传统保护制动系数定值k取0.8。
图5 制动系数与灵敏度系数变化规律
Fig.5 Variations of braking coefficient and sensitivity coefficient
根据图5 a)与式(10),在正常运行状态下(2.5 s前),IRMS小于Ilim,两者差值为负值,则Km的值将大于k值,即在正常运行状态下所提保护的可靠性更高,防止发生误动情况;根据图5 b),在故障发生后,IRMS变为正常运行状态的2倍以上,两者差值为正值,此时Km的值将随着故障电流的增加而减小,达到降低制动门槛,差动项与Km的比值增大,即自适应保护的灵敏度系数较传统保护原理有明显提升。
3.3 保护方法实现
现有继电保护装置为确保各插件间数据通信的可靠性,一般采用高性能的内部通信总线,支持分布计算且具有良好的拓展性。因此,实现本文所提方法可利用光纤直连的方式,并基于OTHER私有协议将柔直控制器中的交流电压参考值实时传送给交流线路保护装置。
当被保护线路发生故障时,保护装置根据柔直控制器输出的参考值变化动态调整制动系数门槛,使差动电流远远大于制动电流,当保护装置计算结果连续3次满足式(7)时,保护动作。此外,为了避免区外故障产生不平衡电流所导致的保护装置误动,系数αck大于0.2。另外,当柔直控制器与保护装置通信异常或出现中断时,保护判据恢复到原来只含k的传统判据。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
2月18日,南方电网超高压公司牵头研发的基于6.5kV/3kAIGBT(绝缘栅双极型晶体管)的柔性直流换流阀装备,顺利通过中国机械工业联合会组织的新产品技术鉴定,由中国工程院院士李立浧等11位行业权威专家组成的鉴定评审委员会一致认为:产品性能总体达到国际领先水平。该装备的成功研发,实现了我国重大装
21个项目获浙江省科学技术奖,9个项目获2024年度电力科学技术奖,实现ISO、IEC、ITU三大国际标准“全解锁”……2024年以来,国网浙江电力在高等级奖项、高等级成果等方面不断刷新历史最好成绩。科技创新“十年磨一剑”,夺目的成绩在验证科技创新实力的同时,也展示了该公司科研布局的前瞻性。落子·擘
10月25日,阳江三山岛海上风电柔直输电工程(陆上工程)项目获批复,意味着继三峡如东海上风电、青洲五/七海上风电之后,国内又一个海上风电柔直输电工程进入实质性推进阶段。站在近海资源逐渐饱和、远海风电开发比例大幅上升、国家深远海发展规划即将出台的当下,除了机组大型化、深远海船舶装备等一
当前,全球能源供需版图深度调整,统筹推进能源安全保障与绿色低碳转型,积极发展清洁能源、推动经济社会绿色低碳转型,成为各国应对气候变化的普遍共识。我国正大力推动能源行业高质量发展,电力系统结构和特性发生深刻变化,新型电力系统建设处于转型加速期。新型电力系统建设提出三年有余,进展如何
国家发展改革委等六部门发布关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见,其中提到,加快可再生能源配套基础设施建设。推进柔性直流输电、交直流混合配电网等先进技术迭代,加快建设数字化智能化电网。加强可再生能源和电力发展规划的衔接,推动网源协调发展。推动电网主干网架提质升级,加强跨省跨区输
日前,中国电力科学研究院电网环境保护全国重点实验室应用高端电容器一体化综合试验平台顺利开展了12毫法直流干式支撑电容器试验,标志着该平台正式投运。高压直流干式支撑电容器是柔性直流换流阀的核心组部件,关系到柔直工程的安全稳定运行。此前,高压直流干式支撑电容器长期依赖进口,国产设备存在
近日,中国电科院电网环境保护全国重点实验室应用高端电容器一体化综合试验平台,开展了12毫法高压干式直流支撑电容器试验。这标志着该平台目前可覆盖工程用高压干式直流支撑电容器全电容量。柔性直流输电是推动可再生能源消纳和新型电力系统构建的重要技术手段,在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交
随着全球能源结构加速转型,传统电力输送方式日益难以满足时代需求。凭借更高灵活性等技术优势,柔性直流输电技术已成为助力清洁能源大规模并网的“金钥匙”。标准是世界通用的技术语言,构建全面且先进的柔性直流输电技术标准体系,以指导设备研发、工程建设等,对于我国柔性直流输电技术持续创新突破
9月30日,《南方电网公司阳江三山岛海上风电柔直输电工程(海上工程)施工公开招标项目中标候选人公示》。公告显示,第一中标候选人:联合体(广东电网能源发展有限公司,上海振华重工(集团)股份有限公司),投标报价:154108.6269万元。据悉,阳江三山岛海上风电柔直输电工程(海上工程)项目位于阳江市
今年1-7月,广东新能源新增并网容量超过927万千瓦,累计并网容量突破5500万千瓦,同比增长46%。据了解,今年上半年,随着惠州惠东彩石滩海上风电场一、二期项目的并网投运,位于珠三角的惠州海上风电并网总容量达到100万千瓦。截至今年7月底,广东海上风电装机规模已突破1000万千瓦大关,年发电量约300
深化新能源上网电价市场化改革是贯彻落实党的二十届三中全会精神,在电力领域推出的重大改革措施,标志着以市场化方式建设新型电力系统迈出关键步伐。——国网能源研究院新能源研究所原所长李琼慧2025年3月18日-19日,由北极星电力网、北极星风力发电网与中国电力设备管理协会新能源运维专委会联合主办
3月25日,国家能源局综合司关于开展电力安全治理体系建设专项行动的通知。国家能源局综合司关于开展电力安全治理体系建设专项行动的通知国能综通安全〔2025〕39号各省(自治区、直辖市)能源局,有关省(自治区、直辖市)及新疆生产建设兵团发展改革委、工业和信息化主管部门,北京市城市管理委,各派
3月25日,三峡集团电子采购平台发布《大规模新能源基地经多直流送出的协调控制技术招标公告》,项目所在地区为云南。招标公告提出,随着新能源渗透率的逐步提高,采用多直流外送成为新能源消纳的重要途径。但是风电、光伏等新能源都具有较强的随机性、波动性和间歇性将对电力系统安全稳定造成严重威胁
来自河北廊坊的网民“巴蜀山水”说:对于新能源汽车的推广而言,充电桩数量是否够用、布局是否合理等固然很重要,但仍需解决好当前存在的一些问题。一是充电站管理不到位、油车占位严重,导致资源大量浪费;二是充电运营商品牌较多,电价相差较大;三是充电站周边设施不齐全,遮挡棚维修不及时等;四是
3月24日,华东能源监管局发布关于公开征求《关于进一步提升上海市新能源和新型并网主体涉网安全能力的通知(征求意见稿)》意见的通知。通知指出,国网上海市电力公司应将所有新能源和新型并网主体纳入涉网安全管理范围,存量项目和增量项目以2025年6月1日为节点划分。2025年6月1日以后投产的新能源和
价格机制的调整将改变新能源产业发展的动力机制和市场生态。近日,国家发展改革委和国家能源局联合印发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(以下简称“136号文”),从国家层面统一推动新能源计划电量全部放开。136号文提出,按照价格市场形成、责任公平承担、区分存量增
3月19日至20日,习近平总书记在云南考察时强调,云南要认真落实党中央关于西部大开发和长江经济带发展的战略部署,完整准确全面贯彻新发展理念,坚持稳中求进工作总基调,着力推动高质量发展,解放思想、改革创新,奋发进取、真抓实干,在中国式现代化进程中开创云南发展新局面。作为能源行业的骨干央
3月24日,华东能源监管局发布关于公开征求《关于进一步提升安徽省新能源和新型并网主体涉网安全能力的通知(征求意见稿)》意见的通知。内容指出,国网安徽省电力有限公司应将所有新能源和新型并网主体纳入涉网安全管理范围,存量项目和增量项目以2025年6月1日为节点划分。2025年6月1日以后投产的新能
北极星售电网获悉,3月25日,国家能源局发布关于开展电网公平开放专项监管工作的通知。文件明确加强能源行业自然垄断环节监管,开展电网公平开放专项监管。重点聚焦接网工程投资建设及回购、各类主体接入电网流程和时限执行情况、电网互联流程和时限执行情况、信息公开与报送等方面存在的突出问题,针
3月18日至19日,国家电投集团在长春召开2025年人力资源工作会。会议学习贯彻全国组织部长会议、干部监督会议、中央企业人才工作部署会等会议精神,落实集团“均衡增长战略”和2025年工作部署,对2025年干部队伍建设、人才队伍建设和考核薪酬改革等工作作出部署。国家电投集团董事、党组副书记徐树彪,
北极星售电网获悉,3月24日,华东能源监管局发布关于公开征求《关于进一步提升安徽省新能源和新型并网主体涉网安全能力的通知(征求意见稿)》意见的通知。文件明确,对于不满足涉网管理要求的存量项目,集中式新能源和新型并网主体在2025年底前完成改造;10kV及以上分布式新能源和新型并网主体在2026年
今年的政府工作报告提出“持续推进‘人工智能+’行动”。能源领域作为国民经济命脉,成为人工智能技术落地的核心场景之一。此前,国家能源局发布的《2025年能源工作指导意见》强调,加快推动能源科技自立自强。在此背景下,人工智能技术加速与电网业务融合,标志着电力行业正从信息化迈向智能化的新阶
3月20日,河南能源监管办会同河南省能源局组织召开2025年全省电力安委会第一次全体会议,深入学习贯彻习近平总书记关于安全生产重要指示批示精神,总结2024年电力安全生产工作,分析当前电力安全生产形势,部署2025年电力安全生产重点任务。河南能源监管办主要负责同志、河南省能源局有关负责同志,全
3月12日,国家电网有限公司各级标准化技术委员会秘书长座谈会在京召开。会议围绕加强标委会管理、支撑新型电力系统建设两项主题,交流分享经验做法,研究部署下一步工作,要求公司各级标委会秘书处在新型电力系统建设的关键阶段,增强使命感和紧迫感,全力做好标委会各项工作,以高标准引领高质量发展。
为贯彻落实《国家发改委国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见》等文件精神,部署全省电力系统稳定运行重点工作,3月20日,省发改委、省能源局组织召开2025年湖南省电力系统稳定管理领导小组会议,省发改委党组成员、省能源局局长汤吉鸿,国家能源局湖南监管办刘志成副专员出席会议并
今年全国两会上,从政府工作报告到代表委员议案提案,“双碳”目标再度成为热议话题,碳排放统计核算、碳市场建设等议题的相关讨论热度持续攀升。作为实现“双碳”目标的重要基石,碳排放的精准计量是推动绿色低碳转型的关键一环。今年3月起,浙江省内首批具备碳计量功能的智能电能表在宁波象山、嘉兴
北极星输配电网获悉,3月20日,国网青海省电力公司总工程师张节潭一行到省气象局调研电力气象服务工作。张节潭指出,气象行业和电力部门进行深度融合是大势所趋,新型电力系统和新型能源体系建设离不开高质量的气象保障服务。他希望后期双方建立信息共享渠道,完善健全合作体制机制,实现行业间信息深
面对湖北省电源渗透率突破30%、电动汽车年均已了解超过40%的行业变局,近日,国网经研院取得重大突破——全国首个装备新型电力系统的《中低压现网规划建设改造技术导则》(以下简称《导则》)正式发布。这一技术标准的正式发布,标志着我国网规划迈入“源网荷储”深度融合的新阶段。《导则》创新构建“
中国式现代化和美丽中国在保障能源电力安全-经济-低碳供应、培育新质生产力打造现代能源产业体系等方面对能源电力行业提出了更高要求。面向“十五五”和中长期,源侧生产力结构性变化和荷侧形态多元化对电力系统的影响逐步从量变向质变过渡,电网发展环境面临重大改变,面对当前新能源大发展、电力保供
巍巍秦岭,绵亘千里,为三秦大地构筑起一道无可替代的绿色生命线。在这里,一台台风机巍然耸立,一排排光伏板熠熠生辉,抽水蓄能电站于青山绿水间拔地而起,绘就绿色低碳发展美丽画卷。为加快建设新型电力系统,推进能源清洁低碳转型,国网陕西省电力有限公司牢记“国之大者”,始终践行人民电业为人民
近期,DeepSeek开源和开放的特点引发了广泛关注。截至2月3日,DeepSeekV3的Github仓库的Star数已达到69.3k、Fork数已达到10.5k,且其热度还在持续走高,市场份额也在不断扩大。在数字化浪潮席卷全球的当下,开源技术已然成为推动各行业创新发展的关键驱动力。对于电力行业而言,电力开源技术生态体系建
3月14日,国网天津电科院协助河北区政府在天津市电力物联网重点实验室举办河北区所属天津市企业重点实验室政企参观交流活动。河北区政府副区长、区科技局、4家天津市企业重点实验室代表参加。政企交流活动代表到电科院天津市电力物联网重点实验室参观电力电缆分实验室、储能分实验室、网络与信息安全分
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!