Выбор параметров фильтрокомпенсирующих устройств для электропередачи постоянного тока на базе преобразователей напряжения

  • Ибрагим [Ibragim] Алваза [Alwazah]
  • Рамис [Ramis] Вагизович [V.] Булатов [Bulatov]
  • Ринат [Rinat] Ришатович [R.] Насыров [Nasyrov]
Ключевые слова: фильтры переменного и постоянного тока, многоконцевая система передачи постоянного тока высокого напряжения на базе преобразователей напряжения, трехуровневая широтно-импульсная модуляция, преобразователи напряжения

Аннотация

Описан метод выбор параметров фильтров переменного и постоянного тока многоконцевой системы передачи постоянного тока высокого напряжения на базе преобразователей напряжения (ППТВН–ПН). Модель эквивалентной схемы многоконцевой системы ППТВН–ПН с параметрами ±500 кВ и 500 МВт создана в программном комплексе Matlab Simulink и представлена в d-q-координатах. Управление преобразователями напряжения (ПН) системы в модели осуществляли с помощью трехуровневой широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для снижения уровня гармонических составляющих тока и напряжения, а также уменьшения мощности фильтров переменного и постоянного тока. Для выбора наиболее эффективного фильтра с целью использования в составе многоконцевой системы ППТВН–ПН рассмотрены фильтры верхних (ФВЧ) и нижних (ФНЧ) частот.

Сведения об авторах

Ибрагим [Ibragim] Алваза [Alwazah]

аспирант кафедры электроэнергетических систем НИУ «МЭИ», e-mail: alwazah.ibrahim@gmail.com

Рамис [Ramis] Вагизович [V.] Булатов [Bulatov]

ассистент кафедры электроэнергетических систем НИУ «МЭИ», e-mail: bulatov_rv@inbox.ru  

Ринат [Rinat] Ришатович [R.] Насыров [Nasyrov]

кандидат технических наук, доцент кафедры электроэнергетических систем НИУ «МЭИ», e-mail: nasirov.rinat@gmail.com

Литература

1. Kirakosyan A., El-Saadany E.F., El Moursi M.S., Acharya S., Al Hosani K. Control Approach for the Multi-terminal HVDC System for the Accurate Power Sharing // IEEE Trans. Power Syst. 2018. V. 33. No. 4. Pp. 4323—4334.
2. Ferrante A. e. a. The Mediterranean Master Plan — Consolidating a Secure and Sustainable Electricity Infrastructure in the Mediterranean Region. Paris: CIGRE, 2018.
3. Devco E.C. e. a. Jordan — Syria — Turkey // Mediterranean Project, 2014. Pp. 1—16.
4. Pavlík M., Zbojovský J., German-Sobek M. Vision of the Project DESERTEC // Renewable Energy Sources. 2012. Pp. 19—22.
5. Li S., Li Y. A Novel Fast Current — Control Method for the Back-to-back Converters // Proc. IEEE Int. Conf. Ind. Technol. 2004. V. 1. Pp. 351—357.
6. Du C., Bollen M.H.J., Agneholm E., Sannino A. A New Control Strategy of a VSC-HVDC System for High-quality Supply of Industrial Plants // IEEE Trans. Power Delivery. 2007. V. 22. No. 4. Pp. 2386—2394.
7. Dorantes D.P., Monroy Morales J.L., Hernández Ángeles M. A Filter Design Methodology of a VSC-HVDC System // IEEE Intern. Autumn Meeting Power Electronics and Computing. 2013. Pp. 1—6.
8. Gunnarsson S., Jiang L., Petersson A. Active Filters in HVDC Transmissions. ABB Power Technologies, 1998.
9. Nagwa F.I., Dessouky S.S. Design and Implementation of Voltage Source Converters in HVDC Systems. N.-Y.: Springer, 2021.
10. Pinto R. Multi-terminal DC Networks System Integration, Dynamics and Control // Engenheiro Eletricista, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Laurea Specialistica in Ingegneria Elettrica. Politecnico di Torino geboren te São Paulo, 2014. Pp. 15—38.
11. Arziani G. HVDС for Beginners and Beyond. Levallois-Perret: ALSTOM, 2010.
12. Arrillaga J. High Voltage Direct Current Transmission. London: The Institution of Electrical Engineers, 1998.
13. Alharbi M.M. Mine Modeling of Multi-terminal VSC-based HVDC Systems. Missouri, 2014.
14. Junyent-Ferré A., Gomis-Bellmunt O., Green T.C., Soto-Sanchez D.E. Current Control Reference Calculation Issues for the Operation of Renewable Source Grid Interface VSCs Under Unbalanced Voltage Sags // IEEE Trans. Power Electron. 2011. V. 26. No. 12. Pp. 3744—3753.
15. Misra B., Nayak B.M.B. Performance Analysis of Hybrid Filters in High Power Applications // Proc. II Int. Conf. Contemporary Computing and Informatics. 2016. V. 7. Pp. 330—335.
16. Khatir M. e. a. Performance Analysis of a Voltage Source Converter (VSC) based HVDC Transmission System under Faulted Conditions // Leonardo J. Sci. 2009. No. 15. Pp. 33—46.
17. Shi G., Cai X., Chen Z. Design and Control of Multi-terminal VSC-HVDC for Large Offshore Wind Farms // Prz. Elektrotechniczny. 2012. V. 88. No. 12 A. Pp. 264—268.
18. Tang G., He Z., Pang H. R&D and Application of Voltage Sourced Converter Based High Voltage Direct Current Engineering Technology in China // J. Mod. Power Syst. Clean Energy. 2014. V. 2(1). Pp. 1—15.
19. Guide to the Specification and Design Evaluation of AC Filters for HVDC Systems. CIGRE, 1999. No. 139.
---
Для цитирования: Алваза И., Булатов Р.В., Насыров Р.Р. Выбор параметров фильтрокомпенсирующих устройств для электропередачи постоянного тока на базе преобразователей напряжения // Вестник МЭИ. 2023. № 3. С. 21—28. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-3-21-28
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Kirakosyan A., El-Saadany E.F., El Moursi M.S., Acharya S., Al Hosani K. Control Approach for the Multi-terminal HVDC System for the Accurate Power Sharing. IEEE Trans. Power Syst. 2018;33;4:4323—4334.
2. Ferrante A. e. a. The Mediterranean Master Plan — Consolidating a Secure and Sustainable Electricity Infrastructure in the Mediterranean Region. Paris: CIGRE, 2018.
3. Devco E.C. e. a. Jordan — Syria — Turkey. Mediterranean Project, 2014:1—16.
4. Pavlík M., Zbojovský J., German-Sobek M. Vision of the Project DESERTEC. Renewable Energy Sources. 2012:19—22.
5. Li S., Li Y. A Novel Fast Current — Control Method for the Back-to-back Converters. Proc. IEEE Int. Conf. Ind. Technol. 2004;1:351—357.
6. Du C., Bollen M.H.J., Agneholm E., Sannino A. A New Control Strategy of a VSC-HVDC System for High-quality Supply of Industrial Plants. IEEE Trans. Power Delivery. 2007;22;4:2386—2394.
7. Dorantes D.P., Monroy Morales J.L., Hernández Ángeles M. A Filter Design Methodology of a VSC-HVDC System. IEEE Intern. Autumn Meeting Power Electronics and Computing. 2013:1—6.
8. Gunnarsson S., Jiang L., Petersson A. Active Filters in HVDC Transmissions. ABB Power Technologies, 1998.
9. Nagwa F.I., Dessouky S.S. Design and Implementation of Voltage Source Converters in HVDC Systems. N.-Y.: Springer, 2021.
10. Pinto R. Multi-terminal DC Networks System Integration, Dynamics and Control. Engenheiro Eletricista, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Laurea Specialistica in Ingegneria Elettrica. Politecnico di Torino geboren te São Paulo, 2014:15—38.
11. Arziani G. HVDС for Beginners and Beyond. Levallois-Perret: ALSTOM, 2010.
12. Arrillaga J. High Voltage Direct Current Transmission. London: The Institution of Electrical Engineers, 1998.
13. Alharbi M.M. Mine Modeling of Multi-terminal VSC-based HVDC Systems. Missouri, 2014.
14. Junyent-Ferré A., Gomis-Bellmunt O., Green T.C., Soto-Sanchez D.E. Current Control Reference Calculation Issues for the Operation of Renewable Source Grid Interface VSCs Under Unbalanced Voltage Sags. IEEE Trans. Power Electron. 2011;26;12:3744—3753.
15. Misra B., Nayak B.M.B. Performance Analysis of Hybrid Filters in High Power Applications. Proc. II Int. Conf. Contemporary Computing and Informatics. 2016;7:330—335.
16. Khatir M. e. a. Performance Analysis of a Voltage Source Converter (VSC) based HVDC Transmission System under Faulted Conditions. Leonardo J. Sci. 2009;15:33—46.
17. Shi G., Cai X., Chen Z. Design and Control of Multi-terminal VSC-HVDC for Large Offshore Wind Farms. Prz. Elektrotechniczny. 2012;88;12 A:264—268.
18. Tang G., He Z., Pang H. R&D and Application of Voltage Sourced Converter Based High Voltage Direct Current Engineering Technology in China. J. Mod. Power Syst. Clean Energy. 2014;2(1):1—15.
19. Guide to the Specification and Design Evaluation of AC Filters for HVDC Systems. CIGRE, 1999;139.
---
For citation: Alwazah I., Bulatov R.V., Nasyrov R.R. Selection of the Parameters of Reactive Power Compensation and Harmonic Filtering Devices for an HVDC Transmission System Based on Voltage Source Converters. Bulletin of MPEI. 2023;3:21—28. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-3-21-28
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2023-02-14
Раздел
Электроэнергетика (технические науки) (2.4.3)