特高压混合直流输电系统

高压直流输电线路行波保护对信号采样频率要求高，保护性能受过渡电阻及噪声干扰影响较大，需配合纵联保护识别故障位置。而现有纵联差动保护易受分布电容影响，传输数据量较大，动作速度有待提升。为了解决上述问题，提出一种基于近似熵变化量判据的混合直流线路纵联保护方案。近似熵需要的计算数据量较小，且兼具高灵敏性、高可靠性优势。故障发生后，近似熵变化量呈现明显的峰值特征，基于1模电压电流近似熵变化量构建的保护判据能快速准确地识别高阻接地故障，同时能减小噪声干扰和分布电容的影响。基于乌东德±800 kV混合直流输电系统仿真模型对所提保护方案进行验证。结果表明，所提保护方案仅需5 kHz采样频率，无需严格的时间同步，且在经800 Ω过渡电阻接地及10dB信噪比场景下能够正确、快速地动作。

针对混合直流输电系统在其定直流电流控制器参数增大时容易发生直流电流振荡的问题，提出一种基于虚拟电阻的振荡抑制策略。该策略基于电流振荡分量和引入的虚拟电阻，产生与扰动分量反相的附加电压，实现对直流电流振荡的抑制。首先，建立混合直流输电系统的小信号模型，分析定直流电流控制器参数对系统小信号稳定性的影响。其次，提出基于虚拟电阻的振荡抑制策略，研究虚拟电阻对系统小信号稳定性的影响，并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的有效性。最后，分析在不同定直流电流控制参数下虚拟电阻的稳定范围。研究结果表明，所提控制策略能够有效解决直流电流振荡的问题，提高系统稳定性。

本专利技术大幅提升了柔性直流的输电电压等级和容量，有效解决了多直流馈入电网的安全稳定难题，为直流输电的发展提供了全新的技术路线。依托于本专利，专利权人2018年在国际大电网组织Cigre 发起成立B4.79“混合直流技术工作组”，吸引了15个国家超过50名专家的踊跃加入，引起国际同行高度关注（“混合直流技术工作组”成立批文详见“其他材料附件”）。Cigre工作组是国际大电网组织下设各个技术委员会最主要的工作之一，反映了国际上电力领域的重大技术方向，形成的研究成果通常会转化为国际技术导则或IEC标准，引领行业技术发展。B4.79工作组的成立标志着专利权人提出的直流输电最新成果走向世界，将向世界展示中国先进技术，提升我国在直流技术领域的国际话语权和影响力。