特高压多端混合直流运维关键技术及应用
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完成单位:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局、武汉大学
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-053
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
吕习超、陆小剑、石万里、马洪灼、胡付有、荣 军、陈明佳、李晓霞
柔性直流输电作为新一代直流输电技术,有无需无功补偿、不存在换相失败、有功/无功独立控制、占地面积小等优点。特高压多端昆柳龙直流工程2020年12月投产时创造了19项世界第一,应用了多项新技术和众多首台套设备,代表了当前柔性直流输电技术最高水平。
本项目针对特高压多端昆柳龙直流工程新技术、新设备可能带来的运维风险进行全面研究,在柔性直流运维、主设备故障诊断以及设备风险预控等方面均取得了重要成果。主要创新点如下:(1)针对昆柳龙工程的特高压多端直流高、低端阀组串联和全桥+半桥混合拓扑结构,提出了多端直流输电系统通信故障下的停运方法、阀组充电判断逻辑、双阀组暂时性闭锁保护配置等方法,解决了多端直流输电系统在通信故障情况下的安全可靠停运、后充电阀组半桥模块因充电速度缓慢容易误判故障和单阀组闭锁另一阀组向其充电导致无法躲过故障电流等运行隐患,提升了多端直流系统运行的稳定性。(2)提出了基于滑模观测器的子模块故障诊断方法和多端柔直阀IGBT器件剩余使用寿命预测方法,提高了故障子模块定位和切除速度,并解决了多端柔直IGBT寿命预测难的问题。(3)提出了细化至元件级的特高压多端混合直流闭锁因素分析方法,制定了基于设备状态的特高压多端柔直主设备运维策略,填补了国内外特高压多端混合直流运维关键技术空白。
项目在特高压多端混合柔直领域取得授权发明专利9项,实审中的发明专利7项,授权实用新型专利1项,出版特高压柔直专著2本;发表论文19篇,其中5篇中文核心,2篇EI检索;3项标准。
本项目多项研究成果已在昆柳龙直流工程、广东电网的中通道和南通道两个背靠背柔直工程中得到了很好的应用和验证。项目成果极大的提高了特高压多端混合直流系统的安全可靠运行水平,昆柳龙直流直流可用率已由投运第一年的96%稳步提升至99%以上。同时本项目填补了特高压多端混合直流输电系统的运维关键技术空白,对未来的特高压柔性直流的发展及现场安全运维具有非常好的指导和借鉴意义。