特高压直流输电控制系统配置方法技术方案

特高压直流输电控制系统配置方法，在每极采用２个１２脉动阀组串联的特高压直流输电系统中，系统／双极／极控制功能、低压阀组控制功能和高压阀组控制功能分开，系统／双极／极控制、低压阀组和高压阀组控制设备独立设置；采用独立的控制装置完成系统／双极／极控制，实现对功率／电流指令的计算和分配、整流站和逆变站间电流指令的协调、换流站内无功设备的投切控制、换流站极直流顺序控制、直流调制控制及多条直流线路之间的协调控制功能；对于每个串联的１２脉动阀组采用在物理上相互独立的换流阀控制单元，对直流电流、直流电压、熄弧角的闭环控制、阀组的解锁、闭锁功能、阀组对应的换流变压器分接头控制以及阀组各自旁路开关的控制功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及与特高压直流换流站相关的控制系统配置方法，更具体地说，本专利技术结 合特高压直流双十二脉动阀组串联接线形式，涉及满足特高压直流输电工程高可靠性要 求的控制系统配置方法及相应的控制系统设备。
技术介绍
从节约宝贵的输电走廊资源、提高输电资源的利用率出发，建设土800kV特高压 直流输电工程是我国电力工业发展的必由之路。土800kV直流工程与常规士500kV超 高压直流工程的最大不同在于士800kV特高压直流工程每极采用了双12脉动阀组串联 的一次主回路，输电容量高达5000~7200MW，如此大容量的电力输送对直流输电系 统的能量可用率和系统可靠性提出了极高的要求。在常规的土500kV超高压直流工程中，每极只有一个12脉动换流阀组，控制功能 相对特高压直流工程来说，较为简单。双极控制层分布到各极的极控制层中，同时每个 极也只需要对一个12脉动阀组进行控制。即由一台独立的控制装置完成系统/双极/极 控制和对12脉动阀组的控制，包括对功率/电流指令的计算和分配、整流站和逆变站间 电流指令的协调、换流站内无功设备的投切控制、换流站极直流顺序控制、直流调制控 制及多条直流线路之间的协调控制等。由于土800kV特高压直流系统主回路与常规士500kV超高压直流系统有所不同，因 此土800kV特高压直流系统控制有很多方面区别于常规直流输电，控制系统的设计必 须满足土800kV特高压直流工程各种运行方式的要求，并根据实际应用的运行方式， 采用必要技术手段避免误操作到其它运行方式。从目前世界各国已有的超高压直流输电系统运行经验来看，直流控制保护系统是影 响直流输电系统能量可用率和系统可靠性的重要因素。在我国运行的直流输电系统中， 也多次出现设备故障导致直流输电系统停运的事故，对电网稳定和经济运行造成了重大 不利影响，其中直流输电控制保护系统也是导致事故的主要原因之一。为了提高士 800kV特高压直流输电控制系统的可靠性，需要在常规的士500kV超高压直流控制系统 的基础上对土800kV特高压直流输电控制系统配置进行优化。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据士800kV的特高压直流输电工程的特点，对土800kV特高 压直流输电控制系统配置进行优化，提出一种系统/双极/极控制与高低压12脉动阀组 独立设置的直流控制系统配置方法，可以满足土800kV特高压直流工程高可靠性的要 求。，其特征是在每极采用2个12脉动阀组串联 的特高压直流输电系统中，系统/双极/极控制功能、低压阔组控制功能和高压阔组控制 功能分开，系统/双极/极控制与高低压12脉动阀组控制装置独立设置，满足土800kV 及以上特高压直流工程高可靠性的要求；其中由一台独立的控制装置完成系统/双极/极 控制，独立的控制装置包括对功率/电流指令的计算和分配、整流站和逆变站间电流指 令的协调、换流站内无功设备的投切控制、换流站极直流顺序控制、直流调制控制及多 条直流线路之间的协调控制；对于每个串联的12脉动阀组采用在物理上相互独立的换 流阀控制单元，即阀组控制级采用相互独立的装置实现，阀组控制级的功能包括换流器 阀组运行所必需的控制功能和阀触发功能，包括对直流电流、直流电压、熄弧角的闭环控制、阀组的解锁、闭锁功能，阀组对应的换流变压器分接头控制以及阀组各自旁路开 关的控制功能，此外阀组控制级还具有手动方式的电流升降功能，作为在系统/双极/极 控制主机故障情况下的后备功能。本专利技术的有益效果是通过软硬件的合理设计，可以实现当任意两台主机间的通讯 中断后，直流工程能够继续运行的要求，满足特高压工程高可靠性的要求。同时，即使 系统/双极/极控制主机故障，各阀组仍旧能够维持运行。这样，任一主机的故障都不会 导致两个阀组同时停运，整个直流控制系统具有较高的可靠性。附图说明图1为特高压直流一次主接线图2为特高压直流控制系统结构配置图3为特高压直流控制系统功能配置图。具体实施例方式土800kV特高压直流系统一次主接线如图1所示，土800kV特高压直流工程中采用 每极2个12脉动阀组串联的主接线形式，每个12脉动阀组电压为400kV。本专利技术提出的特高压直流控制系统结构配置如图2所示，包括阀组控制层、极控 制层、双极控制层和系统控制层四个控制层次。阀组控制层直流输电系统一个阀组的控制层次。用于阀组触发控制。主要控制 功能有阀组触发控制、定电流控制，定关断角控制，直流电压控制，触发角、直流电 压、直流电流最大值和最小值限制控制以及换流单元闭锁和解锁顺序控制等。极控制层直流输电系统一个极的控制层次。极控制级的主要功能有O)经计算 向换流器控制级提供电流整定值，控制直流输电系统的电流。主控制站的电流整定值由 功率控制单元给定或人工设置，并通过通信设备传送到从控制站；0直流输电功率控制； O极起动、停运控制及直流顺序控制；④故障处理控制，包括移相停运和自动再起动控 制、低压限流控制等； 各换流站同一极之间的远动和通信，包括电流整定值和其他连 续控制信息的传输、交直流设备运行状态信息和测量值的传输等。双极控制层双极直流输电系统中同时控制两个极的控制层次。与双极功能有关 的装置尽可能的都分设到了极控制层，使得与双极功能有关的装置减至最少。主要功能 有O)设定双极的功率定值；(2两极电流平衡控制；O极间功率转移控制@换流站无 功功率和交流母线电压控制等。系统控制层为直流输电控制系统中级别最高的控制层次，主要实现直流调制控 制及多条直流线路之间的协调控制。对于串联的两个12脉动阀组采用相互独立的阀组控制，可以满足串联的两个12 脉动阀组同时运行或单独检修运行等不同运行模式的要求(通过旁路开关即可将需要检 修的12脉动阀组隔离开)。正常运行及故障处理中对各12脉动阀组触发角的控制协调 一致，以实现统一的控制目标，不对主设备的带来过应力；在故障检修时可以按要求采 用不同的触发角控制，满足800kV特高压直流系统的运行维护的各种要求。阀组的触发角协调通过阀组间的触发角协调信号交换实现。此方法中极层/阀组层、阀组控制层间的通讯结构和信号交换清晰、可靠。极层/阀 组层间的信号交换主要是电流指令和控制信号，在极层控制单元都故障时，阀组层控制单元仍能然维持直流系统的当前运行状态继续运行、或根据运行人员的指令退出运行； 阀组控制层间的信号交换尽可能简化，主要包括阀组间触发角协调信号。在阀组间通信 故障的情况下，两阀组可以按各自的触发角控制信号维持电压、电流恒定继续运行，两 个阀组工况出现不平衡的情况时，可通过分接头控制UDIO限制等功能保证阀组安全运 行。在这种直流控制系统结构中，硬件上为每极设置了三台主机(如考虑冗余，则为六 台主机)，分别完成了系统/双极/极控制功能、高压阀组控制和低压阀组控制的功能。 低压阀组和高压阀组的控制功能分开，各阀组能各自独立工作，可靠性高。阀组控制独 立到单独一台主计算机中，大大降低了阀组控制主机的主CPU负荷， 一定程度上在三台主机间对负荷进行了较为均匀的分配，避免了某一台主机的CPU负荷过重而可能出现的死机。为提高直流系统运行的可靠性，对于串联的每个12脉动阀组采用在物理上相互独 立的换流阀控制单元，系统/双极/极控制级与阀组控制级采用相互独立的装置实现。特高压直流控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】
特高压直流输电控制系统配置方法，其特征是：在每极采用２个１２脉动阀组串联的特高压直流输电系统中，系统／双极／极控制功能、低压阀组控制功能和高压阀组控制功能分开，系统／双极／极控制、低压阀组和高压阀组控制设备独立设置，满足±８００ｋＶ特高压直流工程高可靠性的要求；采用独立的控制装置完成系统／双极／极控制，实现对功率／电流指令的计算和分配、整流站和逆变站间电流指令的协调、换流站内无功设备的投切控制、换流站极直流顺序控制、直流调制控制及多条直流线路之间的协调控制功能；对于每个串联的１２脉动阀组采用在物理上相互独立的换流阀控制单元，即阀组控制级采用相互独立的装置实现，阀组控制级的功能包括换流器阀组运行所必需的控制功能和阀触发功能，包括对直流电流、直流电压、熄弧角的闭环控制、阀组的解锁、闭锁功能、阀组对应的换流变压器分接头控制以及阀组各自旁路开关的控制功能。

【技术特征摘要】
1. 特高压直流输电控制系统配置方法，其特征是在每极采用2个12脉动阀组串联的特高压直流输电系统中，系统/双极/极控制功能、低压阀组控制功能和高压阀组控制功能分开，系统/双极/极控制、低压阀组和高压阀组控制设备独立设置，满足±800kV特高压直流工程高可靠性的要求；采用独立的控制装置完成系统/双极/极控制，实现对功率/电流指令的计算和分配、整流站和逆变站间电流指令的协调、换流站内无功设备的投切控制、换流站极直流顺序控制、直流调制控制及多条直流线路之间的协调控制功能；对于每个串联的12脉动阀组采用在物理上相互独立的换流阀控制单元，即阀组控制级采用相互独立的装置实现，阀组控制级的功能包括换流器阀组运行所必需的控制功能和阀触发功能，包括对直流电流、直流电压、熄弧角的闭环控制、阀组的解锁、闭锁功能、阀组对应的换流变压器分接头控制以及阀组各自旁路开关的控制功能。2、 由权利要求1所述的特高压直流输电控制系统配置方法，其特征是直流控制 系统结构中，硬件上为每极设置了三台控制计算机主机，若考虑冗余，则需设置六台主 机，分别完成系统/双极/极控...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎小林，赵曼勇，胡铭，田杰，李岩，傅闯，
申请(专利权)人：南方电网技术研究中心，南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]