【學術前沿】華北電力大學郭春義:柔性直流輸電系統的小信號動態模型和穩定性分析

2021-01-16 中國電機工程學報

  直流輸電論壇主席華北電力大學趙成勇教授介紹到,近年來,柔性直流輸電技術作為一種先進輸電技術,在規模化可再生能源接入電網、大電網互聯、遠距離大容量輸電、大城市供電和小型孤立負荷供電等方面得到了廣泛的關注和應用。中國柔性直流輸電後來居上,在解決一系列關鍵技術難題的基礎上,建成了世界上第一個多端柔性直流輸電工程,並即將開工建設世界上第一個四端直流電網工程和第一個特高壓電壓源電流源多端混合直流輸電工程,在柔性直流輸電工程的電壓等級、輸電容量、網架形式等方面都已領先世界上其他國家。

  

  作為一項新技術,柔性直流輸電仍然面臨挑戰,首先是核心器件和材料問題,在全控型電力電子器件晶片的設計、製造與封裝等方面,與國際上對比差距明顯,同時在裝備主拓撲原理性創新、工程的可靠性和可用率、裝置的高功率密度、複雜系統的建模和在環測試、電力電子裝備與電力系統的相互作用分析、直流電網的保護與故障隔離問題等方面還存在很多問題,需要科技工作者共同努力。作為直流輸電分論壇主席,本人非常榮幸邀請到業內知名學者就上面這些問題進行探討和分享。

  

  從裝備研究視角,邀請了浙江大學李武華教授在論壇上作了「柔性直流輸電換流器的多尺度主動熱管控技術初探」的報告,李武華教授指出換流器熱問題是大容量電力電子變換系統的普遍性問題,具有多尺度特徵,顯著影響換流器的可靠性和功率密度。


在直流電網保護方面,邀請了天津大學李斌教授在論壇上做了「直流電網保護與故障隔離的協調配合」的報告,李斌教授指出柔性直流電網繼電保護在動作速度和可靠性方面面臨巨大挑戰。利用暫態量信息的故障識別方法需要和基於換流器、斷路器的快速故障隔離手段有效結合,以達到保障電網和設備安全的目的。


在換流器與電力系統相互作用方面,邀請了華北電力大學郭春義副教授在論壇上做了「柔性直流輸電系統的小信號動態模型和穩定性分析」的報告,郭春義副教授針對柔性直流在弱交流電網下的小信號失穩現象,分別提出了頻率同步控制和附加頻率阻尼控制,在保證系統動態響應速度的同時,提高了系統的小信號穩定性,且具備優良的故障限流和恢復特性。


從換流器建模和在環測試視角,邀請到加拿大RTDS公司研發部丁輝博士作了「柔性直流輸電系統實時仿真和控制器在環測試中的關鍵問題」,丁輝博士指出換流器閥組模型的精確性是柔性直流輸電系統實時仿真建模的核心,基於替代等值電路的RTDS閥組模型可滿足工程功能測試及動態性能測試的要求。通過多個直流工程控制器在環測試經驗,分析了柔性直流輸電系統穩定性問題產生的根源,對於指導實際直流工程穩定運行具有重要的參考意義。


相信各位知名學者的報告能給大家的研究工作有所幫助,也期待各位研究工作者共同努力,一起推動柔性直流輸電的發展。

相關焦點

  • 多端直流輸電論文集錦
    柔性直流輸電系統相對於常規直流輸電,可以在不改變電壓極性的情況下通過反轉電流方向實現潮流反轉,適合構成具有較高可靠性的多端柔性直流(MTDC)輸電系統,MTDC最顯著的特點在於能實現多電源供電、多落點受電,為電力系統提供一種更為靈活、快捷的輸電方式,與兩端系統相比,多端直流輸電系統各換流站能夠實現功率的相互協調補充,因此在運行的靈活性、可靠性方面更具優勢。
  • 國家電網亞洲首項柔性直流輸電示範工程投運
    7月25日,亞洲首項柔性直流輸電示範工程——上海南匯風電場柔性直流輸電工程投入正式運行。這是我國第一條擁有完全自主智慧財產權、具有世界一流水平的柔性直流輸電線路,它的成功投運標誌著我國在智能電網高端裝備方面取得重大突破,國家電網公司成為世界上掌握該項技術的少數幾家公司之一。
  • 【學術聚焦】MMC及MMC-HVDC電網的降階小信號模型研究
    研究背景目前在對MMC進行系統級的小信號動態特性和穩定性分析時,一般是建立MMC的平均值數學模型,利用派克變換將該數學模型由三相坐標系變換至dq同步坐標系下,之後在系統穩態運行點處將該數學模型線性化,建立其小信號模型從而進行動態特性和穩定性分析。
  • 一種高壓直流輸電用直流有源濾波器的設計和實現
    發電廠產生的電是交流電(AC);大多數輸電線路--無論是高壓、中壓還是低壓配電網,傳輸的都是以每秒50或60個周期進行振蕩的交流電;而最終到達用戶端,即家庭、工廠和辦公室的也是交流電。直流電不產生振蕩,因此直流輸電的電能損失較少。在直流輸電系統中,交流電在換流站被轉換為直流電,然後通過架空線纜傳輸至接收點。在接收點,另一個換流站將直流電轉換為交流電並接入交流電網。
  • 考研非統考專業介紹:電力系統及其自動化
    、自然辯證法概論、第一外語(英語精讀)、第一外語(英語口語)、第一外語(英語聽力)、第一外語(專業英語)、數值分析(科學與工程計算基礎)、電網絡分析、電力系統分析、動態電力系統、數理統計理論與方法、模糊數學、矩陣分析、最優化計算、現代控制技術、電力電子技術(I)、專業英語、寫作與翻譯技巧、電力企業管理導論、現代直流輸電、電力系統可靠性評估、電力系統最優控制、電力系統動態仿真、小波分析及其應用、現代電力系統中的前沿技術
  • 東北電力大學研究生獲第五屆直流輸電與電力電子創新杯大賽一等獎
    中國教育在線 訊 2019年10月16日下午,由中國電機工程學會直流輸電與電力電子專業委員會主辦,四川大學承辦的「第五屆直流輸電與電力電子創新杯大賽」決賽在四川成都新華賓館舉行,比賽評委由李立浧院士、湯廣福院士等九名答辯評審委員組成,本次比賽設置一等獎1名,二等獎3名,優秀獎2名。
  • 雙創3Min|海上風電場柔性直流輸電工程冷卻系統,致力可持續發展
    01 海上風電場柔性直流輸電工程冷卻系統(1)研究意義:電力電子裝置功率的不斷提高,以及功率密度的不斷加大,能否有良好的散熱,決定了設備運行的效率與可靠性,具備冷卻效率高、節約空間、不消耗冷卻介質、安全可靠、環保等特性的純水冷卻技術,成為高功率密度電力電子裝置的首選散熱解決方案
  • 開關電源的小信號動態分析序言
    ,同時也防止外界對開關電源電路的幹擾。不幸的是功率變換器是一個離散的非線性電路,當輸入電壓和負載隨時間變化時,其輸出電壓也是隨時間變化的,它們間的解析數學關係是難以求得的,所以直流開關電源系統的解析數學關係就更難以求得,另外該系統中往往還包含一個與輸出電壓、變換器狀態變量相關的控制,這個控制與輸出電壓、輸入電壓和狀態變量的關係一般也不是線性的,但它且且是控制直流開關電源輸出電壓的重要輸入變量,所以要對直流開關穩壓電源進行直接的時域動態分析是不可能的
  • 國家電網全球能源網際網路研究院原院長邱宇峰:柔性交直流輸電和儲能...
    國家電網全球能源網際網路研究院原院長 邱宇峰作《支撐電力新基建的柔性交直流輸電和儲能技術電網》主題演講。以下為發言實錄:非常榮幸有機會受主辦方北極星的邀請,來跟大家交流一下我們在柔性交直流輸電和儲能系統方面的一些認識和體會。
  • 直流輸電與交流輸電有何不同
    這是世界直流輸電史上一次具有標誌性意義的事件,引起國際能源界的轟動。世界上首條達800千伏的直流線路在中國建成,標誌著我國在世界電力領域成功佔領了一個重要的制高點。國外高度評價其示範意義特高壓直流輸電在長距離、大容量輸電方面優勢明顯,是近年國際電力工程的一大熱點,更是解決未來經濟發達地區日益增長電力需求的關鍵所在。
  • 國家電網中標英國設得蘭項目 柔性直流輸電技術首出國門
    據國家電網官網消息,國家電網公司6月13日宣布,全球能源網際網路研究院自主研發的柔性直流輸電技術成功中標英國設得蘭(Shetland)柔性直流輸電工程。該工程由聯研院作為技術提供方,南瑞集團作為換流站供貨商,英國國家電網公司(National Grid,NG)作為工程總包方。
  • 模塊化多電平換流器應用於直流輸電的科研挑戰及解決方法
    基於模塊化多電平換流器的高壓直流輸電需應對直流線路可能短路故障和子模塊數量過多帶來的電容電壓均衡問題。為保證模塊之間獨立工作為約束條件,新能源電力系統國家重點實驗室(華北電力大學)、國網唐山供電公司的研究人員張建坡、崔滌穹、田新成、趙成勇,在2020年第18期《電工技術學報》上撰文,分析了全橋拓撲故障抑制機理,並基於故障鉗位電路和開關電容多電平思想,設計一種具有直流故障電流阻斷和內部電容電壓均衡能力的自阻自均壓型子模塊拓撲,不僅能滿足直流故障電流阻斷要求,還將參與排序均衡的電容數量減少一倍。
  • 海軍工程大學作者特稿:面向艦船綜合電力系統的模塊化直流變換器
    海軍工程大學艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室大容量電能變換研究方向首席專家以及國家自然科學基金委「電力系統電磁兼容」創新研究群體的骨幹成員,長期從事電力電子與電氣傳動中的大容量電能變換技術、電機驅動控制技術、系統集成技術等領域研究,參與國家973、自然科學基金、國防重大裝備研製近30項重大課題,取得了一系列創新性成果。
  • 高壓直流輸電系統吸收與並聯電容換相換流器特性分析
    為改善高壓直流輸電(HVDC)換相特性及調節無功分布,湖南大學電氣與信息工程學院、特變電工湖南電氣有限公司的研究人員張志文、雷詩婕、翟承達、易梅生,在2019年《電工技術學報》增刊2上撰文,提出一種HVDC系統吸收與並聯電容換相換流器(ASCCC)。
  • 晶閘管控制串聯電容器應用於彈性交流輸電系統的穩定度分析
    數值模擬結果表明提出的控制能有效的提高大信號瞬態穩定度和電力傳輸能力。本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/284994.htm  傳統交流輸電網的電流潮流屬於自然分布狀態,不易控制電流流向。在並聯的網路中,當某條線路輸送功率改變時,會導致同一併聯電路輸送電力的改變或導致環流。若傳輸功率增加時,會造成動態穩定度的惡化或電壓崩潰。
  • 天津大學朱介北教授:電力系統的虛擬慣量和虛擬阻尼的新型設計
    中國電工技術學會 青年雲沙龍中國電工技術學會第八期青年雲沙龍暨IEEE PES (中國) 直流電力系統控制保護技術分委會研討會於2020年8月16日晚上通過騰訊會議和b站(嗶哩嗶哩)直播相結合的形式召開,同時在線觀看人數近萬人
  • 動態|中國能源研究會儲能專委會主任陳海生應邀講授華北電力大學...
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】2020年5月12日,應華北電力大學動力工程系和吳仲華學院邀請,中國能源研究會儲能專委會主任、中國工程熱物理學會副理事長兼秘書長、中國科學院工程熱物理研究所博士生導師陳海生研究員在線講授《能源與動力工程前沿專題》第一講《中國儲能技術與應用進展
  • 陳維江院士參加電工所「科技前沿論壇」學術報告會
    10月21日上午,中國科學院院士陳維江參加中國科學院電工研究所「科技前沿論壇」學術報告會,就我國發展特高壓輸電的創新實踐進行了學術報告。報告會由副所長宋濤主持。  陳維江現任國家電網公司副總工程師,教授級高級工程師,是高電壓與絕緣技術專家。2015年11月,當選為中國科學院院士。
  • 電力系統諧波檢測方法綜述
    福州大學電氣工程與自動化學院、國網福建省電力有限公司、國網福建省電力有限公司電力科學研究院的研究人員陳和洋、吳文宣、鄭文迪、晁武傑、唐志軍,在2019年第9期《電氣技術》雜誌上撰文指出,電力系統諧波檢測為諧波治理提供了方向,同時也是諧波監測系統的核心。