HVDC

高压直流输电系统出现闭锁、换相失败等故障时，会引起送端换流站附近新能源电站的瞬时电压波动并易导致其脱网。首先，分析了构网型储能开环控制策略的运行原理、响应特性和关键参数影响。然后，分析了调相机的无功响应特性，并将构网型储能无功控制模型与调相机的励磁调节控制模型进行对比。最后，搭建了包含特高压直流、光伏、调相机、构网型储能的半实物仿真系统，进行了直流换相失败故障下的交流暂态过电压抑制效果对比试验。结果表明，容量相同的构网型储能和分布式调相机在无功瞬时响应速度、抑制交流暂态过电压能力方面可以实现相近的效果。 When faults such as blocking and commutation failure occur in a high-voltage direct current(HVDC) transmission system, they can cause transient voltage fluctuations near the sending-side converter station and lead to the disconnection with power grid. Firstly, the operating principles, response characteristics, and key parameter influences of the grid-forming energy storage open-loop control strategy are analyzed. Then, the reactive response characteristics of the synchronous condenser are analyzed, and a comparison is made between the grid-forming energy storage reactive power control model and the excitation regulation control model. Finally, a semi-physical simulation system is established, including EHVDC, photovoltaics, synchronous condenser, and grid-forming energy storage, to conduct comparative experiments on the effect of suppressing AC transient overvoltage under DC commutation failure. The results indicate that grid-forming energy storage and distributed synchronous condenser with the same capacity can achieve similar effects in terms of reactive transient response speed and the ability to suppress AC transient overvoltage.

对XLPE电缆进行串联谐振耐压+局放试验是预防性试验中主推荐的方法；DAC（阻尼振荡波）的方法和0.1Hz的试验方法因存在更多技术局限性只建议作为无条件进行串联谐振试验时的补充。 现场局放试验对某些电缆或附件缺陷存在不能有效检出的可能，般在缺陷发展到中后期放电严重时有检出可能。 建议对HVDC XLPE电缆直流耐压时同步检测局部放电，应以不低于2分钟的时间步长进行阶梯升压，以放电重复率超过1次/分钟为PDIV判别标准，推荐测试时间30~60分钟。 有条件时可分别在电缆空载和叠加模拟负荷电流至导体稳定70°C时进行直流局部放电测试。电缆放电时段可以测到局部放电，有利于规避来自电源干扰。

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。

为了深入分析VSC-HVDC（基于电压源换流器的高压直流输电）系统宽频振荡失稳的机理并快速准确评估系统的稳定性，提出一种基于z域阻抗的建模方法和稳定性判据。首先，基于精确离散化的方法，分别建立了考虑锁相环、电流内环和电压前馈控制的电压源型变流器z域阻抗模型，以及交流电网在全局坐标系下的z域阻抗模型。然后，基于盖尔圆定理提出广义禁区判据，分析了锁相环和线路阻抗对系统稳定性的影响。最后，搭建VSC-HVDC仿真系统进行分析，证明了所提广义阻抗判据的有效性。

高压直流输电（HVDC）控制保护系统以电压、电流、触发角等为控制量，通过对两端换流器的快速调节，从而满足交、直流电网联合系统的运行要求。文章以南瑞PCS-9550 高压直流控制保护系统在±500kV 昭通换流站工程中的应用及调试为例，结合常规交流500kV 变电站，阐述其控制保护技术特点及现场安装调试和使用中的注意事项。

新型电力系统背景下，中国未来面临着大规模能源“西电东送”的电力传输需求，需要规划与之相适应的输电模式。依据2030年后西部能源的开发规模，确定各类型电源的装机规模和地理分布，提出远期西部送端直流输电网和中东部受端超/特高压交流电网相融合的“西电东送”主干输电网结构及路线图。为适应新型电力系统安全可控、灵活高效的基本要求，构建了团块状、网格状和双环网3种基于VSC-HVDC柔性输电技术的直流组网模式，以实现西部多类型电源的互补互济，保障电力的可靠供应。分析了3种直流组网模式下主要一次设备的应用数量，计算了西部送端直流电网的系统整体可靠性指标，从设备应用数量和系统整体可靠性指标对3种模式进行了综合评估，并确定了优选方案。参考张北柔性直流电网工程，对优选方案的技术性和经济性进行了分析，进一步验证了方案的可行性。

针对逆变侧交流故障导致换相失败期间送端系统所遭受的有功冲击问题，首先，基于换相失败期间直流等值电路明确了换相失败后整流器有功波动的主导因素，并计及换相失败期间直流电压的波动特性分析了整流侧各电气量与控制量的响应机理，从而确定了整流侧各直流电气量与控制量暂态响应与送端系统传输有功极值时刻之间的关系。其次，基于换相失败期间的拉氏运算电路，推导建立了换相失败后送端系统各电气量的时域表达式，实现了整流器的暂态有功建模。通过划分时间区间对低压限流环节进行优化改进，利用直流电流时域表达式补偿直流电流指令值，提出了基于传输有功暂态极值时刻的有功支撑策略。最后，PSCAD与CIGRE-HVDC的仿真结果验证了理论分析的正确性与有功支撑策略的有效性。

科学合理的黑启动电源及方案是应对电网灾变停电的最有效策略，可加快其系统恢复进程，大幅减少停电损失。双极型换相换流器型高压直流系统（LCC-HVDC）具有调节灵活输电容量大的优势，但其作为黑启动电源存在一定的困难。提出了以双极型LCC-HVDC为黑启动电源的黑启动方法及完整过程，实现向受端无源网络恢复供电，以加速其恢复进程。首先给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源时所面临的问题及相应的解决策略；进而给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源恢复向受端无源网络恢复供电的实现过程。该过程包括2个阶段，第1阶段实现双极型LCC-HVDC的仿融冰模式启动；第2阶段为从仿融冰模式过渡到向受端无源网络恢复供电过程。算例证实了该启动方法的有效性和正确性。该方法使双极型LCC-HVDC具备了黑启动能力，并利用直流系统为受端电网的系统恢复过程提供了电压和频率支撑。

本文对比分析了适用于海上风电场的高压交流（HVAC）、常规高压直流（LCCHVDC）和柔性直流输电（VSCHVDC）3种并网方式，详细说明了柔性直流输电技术在风电并网上的应用情况，并着重探讨柔性直流输电并网的经济性，表明了柔性直流输电技术在海上风电传输领域的广阔应用前景。

数字化测量新技术在智能变电站以及直流换流站中得到了广泛应用，而电子式互感器作为高压直流输电系统(HVDC)关键的一次与二次连接设备，担负着整站的测量、保护与控制信号的采集与传输任务，因此为确保测量的准确性和可靠性，必须对电子式互感器各项性能进行测试评估以满足电网的安全稳定运行。 电子式互感器故障率较高，以电子式电流互感器为例，历年来国网21个直流工程中配置的电子式CT故障率约为常规电磁式CT的84倍，其中以本体故障，远端.模块故障，光接口板故障为主，并发生多起由于电子式CT故障造成保护误动闭锁直流的案例。近年来，电子式.互感器在南方电网得到广泛应用，亦发生多起由于电子式互感器采集器或合并单元异常而造成保护误动事件。电子式互感器故障已经严重影响到系统的安全稳定运行，需要引起高度重视，除工艺制造水平的加强外，需要进一步 完善检测手段。 HVDC接地极线路运行实际工况要求，其直流互感器能准确传变很小的直流电流、故障时智态大电流及额定电流，这对全量程下的宽频测量性能提出了很高要求。 针对以上问题，本课题研究搭建了大跨度量程下接地极线路用直流互感器频率及阶跃响应测试系统，提出一种稳态直流-谐波分量联合叠加的频率响应特性测试方法，完善了对直流互感器频率响应特性的评估。提出了一种基于数字-模拟仿真故障态的ECT传变测试方法，建立了电子式互感器频率混叠测试分析模型及其测试系统。采用数字仿真输出模拟现场不同故障类型的信号，有效解决了直流互感器谐波及故障态下的传变测试，项目的研究成果为接地极线路故障检测、保护、测距及运维提供了重要支撑。