کاهش فرکانس خرابی های جابجاگری HVDC ناشی از هارمونیک ها
چکیده
خرابی جابجاگری که اصولا ناشی از افت و اغتشاش ولتاژ است ممکن است به قطع قدرت جریان مستقیم فشار قوی (HVDC) و نوسان سیستم AC منجر شود. تا به امروز، در مورد مکانیزم و پیشگیری از خرابی جابجاگری مبتنی بر اغتشاش ولتاژ که ناشی از هارمونیک است مطالعات کمی انجام شده است. این مطالعه تاثیر ولتاژ هارمونیک بر خرابی جابجاگری را بر اساس منطقه زمانی ولتاژ تحلیل می کند و روشی برای تحلیل کمی اثرات هارمونیکی پیشنهاد می کند. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که محدود کردن جریان DC روش موثری برای کاهش خرابی جابجاگری ناشی از هارمونیک ها است. راهبرد پیشگیری از خرابی جابجاگری وابسته به اغتشاش ولتاژ پیشنهاد شده است که کنترل کننده بر جهت اینورتر اعمال می شود. انتخاب پارامترها براساس تاثیر مراتب مختلف هارمونیک است. اعتبار و اثربخشی روش های پیشنهادی با شبیه سازی تایید می شود که نشان می دهد راهبرد پیشگیری از خرابی وابسته به اغتشاش ولتاژ می تواند خصوصیات بازیابی سیستم DC را بهبود دهد و خرابی جابجاگری بعدی آن که ناشی از هارمونیک است را متوقف کند.
1. مقدمه
با نفعی که عملیات اقتصادی و کنترل پذیری بالا دارد جریان مستقیم فشار قوی (HVDC) به طور گسترده ای در میدان انتقال مسافت دور مورد استفاده قرار گرفته است (1، 2). در حال حاضر صدها HVDC قرار دارد تا در جهان استفاده گردند و انتظار می رود چین تا سال 2020 38 HVDC داشته باشد. بنابراین، بسیاری از مناطق بار سنگین مانند شرق و جنوب چین الگویی از HVDC چندین تزریقی را شکل خواهند داد.
مانند شایع ترین عیوبی که در سیستم های HVDC است خرابی های جابجاگری (CFs) می تواند منجر به قطع موقت قدرت فرستاده شده و تنش تجهیزات تبدیل گر شود (3). خرابی های کوتاه مدت می تواند نوسانات ولتاژ و قدرت زیادی ایجاد کند، در حالی که خرابی طولانی مدت و مداوم ممکن است باعث مسدود سازی HVDC شود (4). مطالعات زیادی در رابطه با عوامل تاثیرگذاربر خرابی جابجاگری و اقدامات پیشگیرانه انجام شده است.
5. نتیجه گیری
در این مقاله مکانیسم خرابی جابجاگری ناشی از هارمونیک ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. روش کمی برای تعیین تأثیر مراتب مختلف هارمونیک بر خرابی جابجاگری پیشنهاد شده است و تجزیه و تحلیل نشان می دهد که دامنه هارمونیک، فاز و ضریب جابجاگری هارمونیک، عوامل مهمی در خرابی جابجاگری هستند. در طول دوره بهبودی یک HVDC پس از خرابی جابجاگری ، هارمونیک باس اینورتر ممکن است منجر به خرابی جابجاگری بعدی شود، و هارمونیک های مرتبه پایین نقش مهمی ایفا می کنند. راهبرد VDDCFP در این مقاله برای جلوگیری از خرابی های جابجاگری ناشی از هارمونیک ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده و روش پیشنهادی برای تحلیل و جلوگیری از خرابی های جابجاگری ناشی از هارمونیک مفید هستند. علاوه بر این، ویژگی های بازیابی با کنترل کننده پیشنهادی VDDCFP بهبود یافته است.
Abstract
Commutation failure, primarily caused by voltage drops and distortion, may lead to high-voltage direct current (HVDC) power interruption and AC system oscillation. To date, there have been few studies on the mechanism and prevention of commutation failure based on voltage distortion caused by harmonics. This study analyses the influence of harmonic voltage on commutation failure based on voltage time area and proposes a method for quantitative analysis of harmonic effects. The analysis shows that limiting the DC current is an effective method to mitigate commutation failure caused by harmonics. A voltage distortion-dependent commutation failure prevention strategy is proposed, and the controller is applied on the inverter side. The selection of parameters is based on the influence of various harmonic orders. The validity and effectiveness of the proposed methods are verified by simulations, which show that voltage distortion-dependent commutation failure prevention strategy can improve the DC system recovery characteristics and suppress subsequent commutation failure caused by harmonics.
1 Introduction
With the advantage of economical operation and high controllability, high-voltage direct current (HVDC) has been widely used in the field of long-distance transmission [1, 2]. Currently, hundreds of HVDC have been put to use in the world, and China is expected to have 38 HVDC by 2020. Consequently, many heavy load areas will form a pattern of multi-infeed HVDC, such as eastern and southern China.
As the most common faults in HVDC systems, commutation failures (CFs) can lead to temporary interruption of transmitted power and stressing the converter equipment [3]. Short-time CFs can produce large power and voltage fluctuations, while long-time and continuous CF may cause HVDC blocking [4]. There have been many studies related to the factors influencing CF and preventive measures.
5 Conclusion
In this paper, the mechanism of commutation failure caused by harmonics is analysed. A quantitative method for determining the influence of various harmonic orders on commutation failure is proposed, and the analysis shows that the harmonic amplitude, phase, and harmonic commutation coefficient are important factors leading to commutation failure. During the recovery period of an HVDC after commutation failure, the harmonics of the inverter bus may lead to subsequent commutation failure, and low-order harmonics play a major role. A VDDCFP strategy is proposed in this paper to prevent CFs caused by harmonics. Simulation results show that the proposed method and controller are useful for analysing and preventing CFs caused by harmonics. Moreover, the recovery characteristics are improved with the proposed VDDCFP controller.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. تاثیر هارمونیک بر فرآیند ارتباط
1. 2 تاثیر هارمونیک بر فرآیند ارتباط
2.2 فرایند جابجاگری با توجه به هارمونیک ها
2.3 محاسبه حاشیه منطقه ولتاژ زمان از فرایند جابجاگری
3 . روش پیشگیری خرابی جابجاگری بر اساس تشخیص هارمونیک
4 مطالعه موردی
4.1 طراحی کنترل کننده VDDCFP در مدل محک زنی CIGRE HVDC
4.2 شبیه سازی در مدل محک زنی CIGRE HVDC
4.3 شبیه سازی در سیستم HVDC دو تزریق بر اساس مدل محک زنی CIGRE HVDC
5. نتیجه گیری
Abstract
1 Introduction
2 Harmonic effect on the commutation process
2.1 Harmonic effect on the commutation process
2.2 Commutation process considering harmonics
2.3 Calculation of volt-time area margin of commutation process
3 Commutation failure prevention method based on harmonic detection
4 Case study
4.1 VDDCFP controller design in CIGRE HVDC benchmark model
4.2 Simulation in CIGRE HVDC benchmark model
4.3 Simulation in dual-infeed HVDC system based on CIGRE HVDC benchmark model
5 Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه