云广特高压换流变分接头控制对低负荷无功优化功能的影响分析

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1、云广特高压换流变分接头控制对低负荷无功优化功能的影响分析（南方电网超高压输电公司广州局）摘要：本文介绍了云广特高压直流输电系统的低负荷无功优化功能，阐明了低负荷无功优化功能通过调整换流变分接失和换流阀的熄弧角来完成电压和无功协调控制的机理，分析丫换流变控制电压故障对分接头调整的影响和存在的风险,最后给出丫风险预控措施和控制逻辑修改意见。关键词：特高压；分接头；低负荷无功优化1引言云广特高压直流输电工程的无功控制功能主要由直流站控来实现。在综合考虑无功平衡和谐波控制需要的条件下，直流站控通过控制交流滤波器组的投切使交直流系统的无功交换容量在允许的偏差范围±ΔQ以

2、

3、A）,并通过不同类型滤波器的合理组合，满足滤除换流站谐波的要求［1］。直流站控屮对阀组的解锁状态设定丫最小的滤波器组合，即1A+1B（提供的无功为380Mvar）。当直流系统传输的有功功率很低时，系统所需的无功功率也较少，甚至低于1A+1B的最小滤波器组合，这是不满足阀组解锁运行的条件的，为丫在这种负荷较低的情况下满足阀组解锁运行的条件且消纳过剩的无功实现无功平衡，极控提供了低负荷无功优化功能［2］。低负荷无功优化功能投入后，当系统有功功率低于一定值时（单阀组500MW,双阀组626MW,3阀组700MW,4阀组750MW）,该功能动激活，通过降低系统电压来增人换流器消耗的感性无功，以达

4、到最小滤波器组的要求，实现无功平衡。2低负荷无功优化电压控制过程分析低负荷无功优化激活后降电压的过程如卜.•直流站控根据测量系统上传的实吋电流和电压计算功率，并根据图1所示的预定的U-P曲线设定降压运行的电压参考值送至极控；极控按照这一电压参考值来降压。降压是通过熄弧角和分接头的协调控制来实现的，分接头在定熄弧角（整流侧为触发角）控制模式的制约下逐步升高档位；在调整到最高档16档（整流侧为18档）之前，熄弧角保持17.5〜21.5度之间变动，即熄弧角增大到21.5度临界值吋电压仍不能降到设定参考值，分接头将升高一档，使得熄弧角恢复至17.5〜21.5度之间后继续增大促使电压持续下降，熄弧

5、角再次增大至21.5度吋，分接头继续升高一档，如此反复，直至分接头升至最高档16档，此吋若直流电压仍没有降到设定的参考值，分接头保持在16档，熄弧角将继续增大，直至电压降到设定的参考值。低负荷无功优化功能正常投入需要满足如下条件：（1）两站站间通信正常；（2）系统控制级运行；（3）两站低负荷无功优化功能均使能：（a）分接头为自动定角度控制模式；（b）分接头未失步；（c）分接头无故障；（d）分接头可控。由此可见，低负荷无功优化功能的实现过程与换流变分接头控制密切相关，无功优化功能的投入对分接头的控制模式和状态也有明确的要求［3】。一旦某一条件不满足要求，低负荷无功优化功能将自动退出，苏结果

6、将给冋极双阀组的平衡稳定运行带来巨大风险。根据现场实际运行经验，分接头故障和失步是造成双阀组不平衡运行风险的主要原因，而换流变控制电压故障是导致分接头故障和失步的重要因素，需要在运行维护中特别关注。下面将以换流变控制电压故障导致分接头调整失败这一典型问题为例深入分析其对低负荷无功优化功能和同极双阀组平衡运行的影响。3换流变控制电压冋路分析换流变控制电压故障由换流变本体控制柜中相关空开状态的改变所导致，高、低端换流变略有不同，下面分别加以讨论。3.1低端换流变控制电压故障如图2所示，低端换流变本体控制柜中的空开Hl、F12、F15任意一个断开将产生CONTROLVOLTAGEFAULT的故

7、障信号。低端换流变控制电压故障信号涉及的电源冋路如图3所示，F11为控制枳GH001内控制面板及CPU等提供电源。其中，控制面板及CPU电源共冇三路冗余：第一路为F11，由交流/直流转换模块将230V交流电转换成24V直流电;第二路为F21,由直流/直流转换模块将220V直流电转换成24V直流电;第三路为F22,由直流/直流转换模块将220V直流电转换成24V直流电。三路电源均正常吋，由F11与F22两路电源供电。F12为冷却器控制提供交流230V电源。F15为分接开关操作提供控制电源，艽上级电源是F21与F22二取一后的220V直流电。由以上分析知，只冇为分接开关操作提供电源的空开F1

8、5跳开吋，分接开关才不能进行调整，而F11或F12跳开后对分接开关操作冋路和控制冋路无影响。但是由于这三个空开共用一个信号冋路，导致任何一个空开跳开均会上传“CONTROLVOLTAGEFAULT”至组控，然后组控禁止分接开关调整。此设计是不合理的，F11或F12跳幵后应不影响分接开关的调整。3.2高端换流变控制电压故障如图4所示，高端换流变本体控制柜中的空开Fll、F12、F13、F31、F32任意一个断开将产生CONTROLVO