电网换相换流器

为满足大规模纯新能源发电基地送出需求，经过拓扑比选，选取在送端采用电网换相换流器（LCC）与模块化多电平换流器（MMC）混合级联拓扑、受端采用二极管-模块化多电平换流器（D-MMC）拓扑的混合式直流输电方案。其中，由整流站MMC提供送端交流电压支撑，并与LCC配合作为送出功率平衡中转站。随后，设计系统的基本控制和故障穿越策略，使系统能够稳定送出新能源功率且兼具经济性与故障穿越能力。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建±800 kV/5000 MW双极直流输电仿真模型，验证所提控制与故障穿越策略的有效性，结果表明：所选拓扑适用于大规模纯新能源发电基地送出场景。

针对混合级联特高压直流输电系统的逆变站，基于其一次拓扑结构，按照保护无死区、故障易定位的原则，结合测量互感器的安装位置，提出了保护的分区建议和配置方案。根据逆变站故障发生的位置及严重程度，以快速切除故障、减少停运范围为目标，提出包括LCC（电网换相换流器）闭锁、单MMC（模块化多电平换流器）闭锁、MMC整体闭锁、顺序极闭锁和分步极闭锁的分级闭锁策略。以白鹤滩-江苏混合级联特高压直流输电工程实际的控制保护装置和按照工程成套参数建立的RTDS（实时仿真系统）模型组建了实时闭环仿真系统，通过仿真验证了所提保护方案和闭锁策略的可行性和有效性。

基于电网换相换流器的高压直流输电系统(line commutated converter based high voltage direct current, LCC-HVDC)可以广泛应用于远距离大容量的电力输送，但是其交流侧需要安装大量滤波设备和无功补偿装置，占地面积大且投切不灵活，制约了该方案的发展。针对该问题，阀侧并联静止同步补偿器(static synchronous compensator, STATCOM)的多源自适应换相换流器(self-adaption statcom and line commutation converter, SLCC)技术凭借其连续调节特性，可以实现无功功率的动态补偿。分析了SLCC的工作原理和换相过程，提出了一种兼顾无功补偿和谐波滤除的协调控制策略，引入无功补偿、谐波补偿、触发角补偿等环节，对无功功率和谐波电流进行动态跟踪处理。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台中进行仿真验证。结果表明，所提控制策略可以实现系统的动态无功补偿和谐波精准滤除，加速了系统的换相过程，有效降低了无功消耗和投资成本。

基于调度系统导出的通用信息模型（common information model，CIM）中的XML和E文档，从数据生成的角度出发，首先将导出文档转化为状态估计原始输入数据，考虑交流系统与电网换相换流器（line commutated converter，LCC）、模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）以及LCC与MMC间的相互影响，采用统一迭代法对500 kV子网络进行交直流状态估计建模；其次，在原始量测数据的基础上施加高斯噪声，借助最大化残差检验方法以进行不良数据的检测与辨识；最后，通过仿真数据验证了交直流状态估计模型及不良数据检测与辨识的有效性。

在电网换相换流器（line commutated converter，LCC）–电压源型换流器（voltage source converter，VSC）混合直流供电的微网中，微电网受扰下不可避免地会产生频率波动，为使频率在不同扰动工况下均保持在规定范围内，在LCC-VSC供电微网系统中提出了可自适应扰动变化的直流调频方法。首先理论推导了扰动后将系统频率拉入规定范围内所需的临界下垂系数，并基于此提出了自适应扰动变化的变下垂系数一次调频方法，利用直流动作的快速性将受扰后系统频率迅速控制在规定范围内。其次，由于一次调频仍为有差调节，故进而提出变参考功率二次调频控制策略。最后在PSCAD/EMTDC平台上建立仿真模型，结果表明12.5%以内的负荷变化及10%以内的光照变化时，一次调频均可使频率偏差恢复到0.2 Hz以内，15%以内的负荷变化时二次调频可实现无差调节，验证了所提策略的有效性。

电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-based high voltage direct current，LCC-HVDC)系统若发生后续换相失败,将严重影响交直流混联电网的安全稳定运行。文中首先针对LCC-HVDC系统故障恢复过程中电流偏差控制作用阶段易再次发生换相失败的问题，对电流偏差控制参数与换相失败之间的关系进行理论分析，发现此阶段系统若不发生换相失败，逆变侧LCC直流电压和交流换相电压须满足一定的约束关系，且该约束关系受电流偏差控制参数的直接影响。然后，基于理论分析结果，提出一种电流偏差控制参数整定方法，可改善系统故障恢复过程中对直流电压恢复速度和程度的控制要求，使系统更易满足直流电压与交流换相电压稳定运行约束关系，以降低后续换相失败概率。最后，利用PSCAD/EMTDC仿真平台CIGRE标准测试模型验证了理论分析的正确性以及参数整定方法的有效性。