基于多直流功率支援的直流偏磁治理策略

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2017.08.006

电力建设 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (8): 42-.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2017.08.006

基于多直流功率支援的直流偏磁治理策略

龙兵1, 刘元琦2, 汤怀收3, 何英发4，谢志成4

1. 国网湖北省电力公司秭归县供电公司，湖北省宜昌市 443600分号
2. 国网吉林省电力有限公司，长春市 130021；3. 西安交通大学，西安市 710049分号

4.强电磁工程与新技术国家重点实验室（华中科技大学），武汉市 430074

出版日期:2017-08-01
作者简介:龙兵（1975），男，学士，工程师，主要从事电网运维检修技术及运行管理方面的研究工作分号刘元琦（1972），男，学士，高级工程师，主要从事电力自动化技术及电网运行管理方面的研究工作分号汤怀收（1978），男，硕士，工程师，主要从事电气线路测控技术方面的研究工作分号何英发（1992），男，硕士研究生，本文通信作者，主要从事直流系统保护与控制方面的研究工作；谢志成（1990），男，博士研究生，主要从事直流系统保护与控制方面的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金项目（51477090）

Suppression Method of DC Magnetic Bias Based on Multi-DC Power Support

LONG Bing1, LIU Yuanqi2, TANG Huaishou3, HE Yingfa4, XIE Zhicheng4

1. State Grid Hubei Electric Power Company Zigui Power Supply Company, Yichang 443600, Hubei Province, China；
2.Jilin Electric Power Company, Changchun 130021, China； 3. Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China；4. State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology （Huazhong University of Science and Technology）, Wuhan 430074, China

Online:2017-08-01
Supported by:
Project supported by National Natural Science Foundation of China（51477090）

摘要/Abstract

摘要： 摘要：现有的直流偏磁治理均是从抑制设备的研发层面着手，无法实现从根源上治理直流偏磁。该文提出了一种基于多直流功率支援的直流偏磁抑制方法。首先在PSCAD/EMTDC平台上搭建了宜昌电网变压器中性点直流电流分布仿真模型，根据同一输电断面内多条直流输电线路可进行功率支援的特点，提出主动降低处于单极-大地运行方式的直流线路的输送功率，由同一输电断面中其他直流线路承担相应输送功率缺额，主动制造反向不平衡入地电流以中和单极-大地回线中的直流电流，以此降低交流电网中变压器中性点直流电流的幅值。最后，采用遗传算法对送端机组出力进行优化，并借助PSASP平台对功率转移后送端电网的静态稳定性及暂态稳定性进行了校验。

关键词: 直流偏磁治理, 功率转移, 出力优化, 静态稳定性, 暂态稳定性

Abstract: ABSTRACT： The conventional research of suppressing DC magnetic bias mainly focus on the development of DC magnetic bias blocking device, which cannot solve the DC magnetic bias fundamentally. This paper proposes a suppression method of DC magnetic bias based on multi-DC power support. Firstly, based on PSCAD/EMTDC, we establish a DC current distribution simulation model of transformer neutral point in Yichang power grid. Secondly, from the perspective of coordination running and power support between DC lines in the same transmission section, the transmission power of HVDC is reducd, which is operating in monopole-ground return mode, and the reduction of transmission power will be transferred by other HVDC projects in the same transmission section, to actively generate reverse unbalanced grounding current to neutralize the DC current in monopole-ground return line, which can reduce the amplitude of DC current at transformer neutral point in AC grid. Finally, the generation output of sending-end unit is optimized by genetic algorithm and then the static and transient stability of the sending-end grid after power transfer are verified based on PSASP simulation system.

Key words: suppression of DC magnetic bias, power transfer, generation output optimization, static stability, transient stability

中图分类号:

TM 722

龙兵, 刘元琦, 汤怀收, 何英发，谢志成. 基于多直流功率支援的直流偏磁治理策略[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 42-.

LONG Bing, LIU Yuanqi, TANG Huaishou, HE Yingfa, XIE Zhicheng. Suppression Method of DC Magnetic Bias Based on Multi-DC Power Support

[J]. Electric Power Construction, 2017, 38(8): 42-.

参考文献

［1］李兴源. 高压直流输电系统［M］. 北京：科学出版社，2010：165-167.

［2］王建，陈文涛，李晓光，等．哈密电网变压器直流偏磁实测分析［J］. 电力建设，2015, 36（2）：80-85.

WANG Jian, CHEN Wentao, LI Xiaoguang, et al. Measurement research on transformer DC magnetic bias in Hami power grid［J］. Electric Power Construction, 2015, 36（2）:80-85.

［3］范永强，尹忠东，李和明．一种新型变压器直流偏磁抑制装置［J］. 电力建设，2013, 34（11）：110-113.

FAN Yongqiang, YIN Zhongdong, LI Heming. A new suppression device of transformer DC magnetic biasing［J］. Electric Power Construction, 2013, 34（11）:110-113.

［4］赵志刚，刘福贵，程志光，等．HVDC直流偏磁电力变压器铜屏蔽中涡流损耗分析与仿真［J］. 高电压技术，2011, 37（4）：990-996.

ZHAO Zhigang, LIU Fugui, CHENG Zhiguang, et al. Eddy-current loss of copper shielding under DC-biased condition in HVDC［J］. High Voltage Engineering, 2011,37（4）:990-996.

［5］任志超．直流系统接地极电流场的分布特性及其对交流电网影响的研究［D］．成都：西南交通大学，2012.

REN Zhichao. Distribution characteristics of DC system grounding electrode current field and its effect on AC power grid［D］. Chengdu: Southwest Jiao Tong University, 2012.

［6］LAHTINEN M, ELOVAARA J. GIC occurrences and GIC test for 400 kV system transformer ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery, 2002,17（2）: 555-561.

［7］张玓. 直流偏磁下变压器运行特性研究［D］. 沈阳：沈阳工业大学，2013.

ZHANG Di. Analysis of operating characteristics of transformer under DC bias［D］. Shenyang: Shenyang University of Technology, 2013.

［8］刘渝根，冷迪，田资，等．基于ANSYS Maxwell的750 kV自耦变压器直流偏磁仿真［J］．高电压技术，2013，39（1）:218-226.

LIU Yugen, LENG Di, TIAN Zi, et al. DC bias simulation of 750 kV autotranformer based on ANSYS Maxell ［J］. High Voltage Engineering, 2013, 39（1）:218-226.

［9］王大庆，贲洪奇，孟涛．基于死区调节的单级桥式PFC变换器变压器偏磁抑制策略［J］．中国电机线路学报，2012，32（30）:46-54.

WANG Daqing, BEN Hongqi, MENG Tao. A flux DC bias suppression scheme of single-stage full-bridge PFC converters based on dead zone adjustment［J］. Proceedings of the CSEE, 2012, 32（30）:46-54.

［10］BOLDUC L, GRANGER M, PARE G, et al. Development of a DC current-blocking device for transformer neutrals ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery, 2005, 20（1）:163-168.

［11］梅桂华，梁文进，刘艳村，等．变压器直流偏磁电流阻容抑制装置的开发应用［J］．高电压技术，2009, 35（10）：2581-2586.

MEI Guihua, LIANG Wenjin, LIU Yancun, et al. Development of the DC current blocking device in capacitor-resistor for transformer［J］. High Voltage Engineering, 2009, 35（10）:2581-2586.

［12］陈晴，陶佳，丘文千．变压器直流偏磁现象及其抑制装置的设计［J］. 电力建设，2012, 33（11）：33-36.

CHEN Qing, TAO Jia, QIU Wenqian. DC magnetic biasing phenomenon in transformer and design of suppression device［J］. Electric Power Construction, 2012, 33（11）:33-36.

［13］王振浩，佟昕，齐伟夫．电容隔直可控开断桥法抑制变压器直流偏磁［J］．电工技术学报，2013, 28（10）：120-125.

WANG Zhenhao, TONG Xin, QI Weifu. Blocking DC capacitor controllable opening and broken bridge suppression in transformer DC magnetic bias［J］. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28（10）:120-125.

［14］张露，阮羚，潘卓洪，等．变压器直流偏磁抑制设备的应用分析［J］．电力自动化设备，2013，33（9）：151-156.

ZHANG Lu, RUAN Ling, PAN Zhuohong,et al. Evaluation of DC bias restraint equipment application［J］. Electric Power Automation Equipment, 2013, 33（9）:151-156.

［15］全江涛，谢志成，陈科基，等．特/超高压直流输电系统单极运行下变压器中性点直流电流分布规律仿真分析［J］. 高电压技术，2015，41（3）：787-795.

QUAN Jiangtao, XIE Zhicheng, CHEN Keji, et al. Mechanism analysis and simulation of DC current distribution along transformer neutral point under the condition of UHVDC/HVDC single-pole operation［J］. High Voltage Engineering, 2015，41（3）：787-795.

［16］魏畅．直流接地极电流场的直流通路网络建模计算与分析［D］. 上海：上海交通大学，2008.

WEI Chang. Modeling calculation and analysis of the DC circulating network of the current field generated from DC electrode［D］. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2008.

［17］刘鹏，郭倩雯，杨铭，等．抗直流偏磁的变压器中性点接地方式探讨［J］. 高电压技术，2015，41（3）：794-800.

LIU Peng, GUO Qianwen, YANG Ming,et al. Discussion about neutral point connection mode of transformer to inhibit DC bias ［J］. High Voltage Engineering, 2015，41（3）：794-800.

［18］奚江惠，胡济洲，凌卫家．华中电力系统频率静态特性分析［J］. 华中电力，2002，15（4）:1-3.

XI Jianghui, HU Jizhou, LING Weijia. The analysis on static frequency characteristic of central China power system［J］. Central China Electric Power, 2002,15（4）:1-3.

［19］国家电网公司. 电力系统安全稳定导则：DL 755—2001［S］.北京：中国电力出版社，2001.

[1]	汤吉鸿, 章德, 丛凡超, 田国梁, 吴贵烘, 李宇骏, 禹海峰. 基于线性二次型最优控制的多端直流最优功率调制方案[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 32-39.
[2]	刘扬，严正，马洪艳，徐潇源. 风电接入下基于半监督谱聚类的备用动态分区方法[J]. 电力建设, 2018, 39(1): 90-.
[3]	卫鹏，安海云，周前，张俊芳. 基于BPA程序的江苏电网黑启动暂态稳定性研究[J]. 电力建设, 2013, 34(8): 6-10.
[4]	张治俊，李辉，陈宏文，甘继红，李鹏. 基于故障后最小动能轨迹的同步发电机暂态稳定性分析方法[J]. 电力建设, 2013, 34(5): 6-10.
[5]	杨晓东，石建，刘峻，林章岁. “十二五”期间大规模风电接入对福建电网的影响及对策分析[J]. 电力建设, 2010, 31(7): 9-13.

基于多直流功率支援的直流偏磁治理策略

Suppression Method of DC Magnetic Bias Based on Multi-DC Power Support

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 5

编辑推荐

Metrics

本文评价