Response-driven Assessment and Suppression Strategy for Transient Overvoltage at DC Sending End

QIN Boyu; ZHANG Zhe; GAO Xin; DING Tao; ZHANG Yixing

doi:10.7500/AEPS20240407010

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Response-driven Assessment and Suppression Strategy for Transient Overvoltage at DC Sending End

Special Topic on Stable Operation and DC Transmission Technology for Large-Scale Renewable Energy Bases | 更新时间：2025-06-16

- Response-driven Assessment and Suppression Strategy for Transient Overvoltage at DC Sending End
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 7, Pages: 148-157(2025)
- 作者机构：
  
  西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2021YFB2400800)
- DOI：10.7500/AEPS20240407010
  CLC：
- Received：07 April 2024，
  
  Revised：2024-10-14，
  
  Published Online：22 November 2024，
  
  Published：10 April 2025
- 稿件说明：
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秦博宇,张哲,高鑫等.响应驱动的直流送端暂态过电压评估及抑制策略[J].电力系统自动化,2025,49(7):148-157.

QIN Boyu,ZHANG Zhe,GAO Xin,et al.Response-driven Assessment and Suppression Strategy for Transient Overvoltage at DC Sending End[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(7):148-157.
秦博宇,张哲,高鑫等.响应驱动的直流送端暂态过电压评估及抑制策略[J].电力系统自动化,2025,49(7):148-157. DOI： 10.7500/AEPS20240407010.

QIN Boyu,ZHANG Zhe,GAO Xin,et al.Response-driven Assessment and Suppression Strategy for Transient Overvoltage at DC Sending End[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(7):148-157. DOI： 10.7500/AEPS20240407010.

摘要

对于含大规模新能源的高压直流输电系统，换相失败故障可能引发送端暂态过电压问题，进而导致新能源连锁脱网。为确保换相失败故障下直流送端系统的安全稳定运行，提出一种响应驱动的暂态过电压评估及抑制策略。首先，建立融合压缩-激发(SE)模块和LeNet网络的过电压幅值预测模型，挖掘电网正常运行状态下的关键响应特征与过电压水平之间的映射关系。其次，分析调相机接入容量对送端交流母线电压的影响，结合过电压幅值预测结果，提出简化的调相机容量选取原则，初步确定调相机接入台数。最后，分析调相机在换相失败期间的动态无功特性，设计基于触发角响应的调相机励磁控制优化策略，以减弱其反调效应，进一步抑制暂态过电压。面向存在暂态过电压问题的直流外送系统，仿真结果验证了所提送端过电压评估方法的准确性及抑制策略的有效性。

Abstract

For high-voltage direct current transmission systems with large-scale renewable energy

commutation failures may cause transient overvoltage problems at the sending end

leading to the disconnection risk of renewable energy. To ensure the safe and stable operation of the DC sending system under commutation failures

a response-driven assessment and suppression strategy for transient overvoltage is proposed. Firstly

integrating the squeeze-and-excitation (SE) module and the LeNet network

the overvoltage amplitude prediction model is established to explore the mapping relationship between the overvoltage level and key response features under normal operation conditions of the power grid. Secondly

the impact of the connection capacity of the condenser on AC bus voltage at the sending end is analyzed

and a simplified selection principle of condenser capacity is proposed based on overvoltage prediction results

preliminarily determining the number of condensers. Finally

dynamic reactive power characteristics of condensers during the commutation failure are analyzed

and an excitation control optimization strategy based on trigger angle is designed to weaken the anti-modulation effect and further suppress the transient overvoltage. The simulation results verify the accuracy of the proposed overvoltage assessment method and the effectiveness of the suppression strategy for a DC transmission system with a transient overvoltage problem.

关键词

Keywords

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