云广特高压工程控制系统功能分布研究

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1、5云广特高压工程控制系统功能分布研究周君文，刘涛，李少华（许继电气股份有限公司河南许昌461000）ResearchonControlFunctionsinUHVDCSystemZhouJun-Wen,LiuTao,LiShao-Hua(XJElectricCo.Ltd.,Xuchang,Henan461000,China)5Abstract:UHVDCsystemisbipolarwithtwo12-pulseconvertersinseries,ithasmuchmoreintricatestructuralandfunctionalarrangement.Thebasicc

2、ontrolstrategyandcontrolfunctionsforthedoubleconvertersinseriesarediscussed.Inthispaper,thebipolelevelcontrol,polelevelcontrol,grouplevelcontrolaslongasthecoordinationbetweenthemareanalyzedindetail.Keywords:UHVDC;Bipolelevelcontrol;Polelevelcontrol;Grouplevelcontrol;Converter摘要：特高压直流输电系统采用串联双

3、12脉动换流器接线方式，结构及控制复杂。对其控制系统功能分层结构进行分析研究具有重大意义。本文详细分析了特高压直流输电系统的功能分层结构，包括双极层、极层和阀组层的控制功能以及它们之间的相互协调和配合。关键词：特高压直流输电；双极层控制；极层控制；阀组层控制；换流器0引言云南—广东±800kV直流输电工程是南方电网“十一五”西电东送的主要输电通道，工程双极额定功率为5000MW，投运后对南方电网的安全稳定运行起着举足轻重的作用。相比常规直流系统，云广特高压工程主要特点在于其采用了双12脉串联阀组结构，具有更高的电压等级，更大的输送容量和更远的传输距离，对直流控制保护设备在可靠性和

4、功能完善性上提出了更高的要求[1]。特高压直流输电系统具有更多、更复杂的运行方式，因此在控制功能的分布上较常规直流具有很大的不同。云广±800kV换流站直流控制保护系统采用完全冗余、分层分布式结构配置，与±500kV常规直流输电控制保护的总体结构设计基本相同，都采用三层结构，即运行人员控制层、控制保护层和现场处理层。但为了提高串联双阀组直流系统的可靠性和可用率，云广工程将直流控制系统又分为双极控制层、极控制层和阀组控制层。双极层和极层之间的交换信号主要是极功率指令，极层和阀组层间的交换信号主要为电流指令和控制信号，而阀组层之间则相互独立没有信号交换。下面就云广特高压直流输电工程中

5、控制保护层的功能分层分布进行详细的分析和探讨。1双极控制层功能特高压工程中双极层功能放在直流站控中实现，双极层接收运行人员的指令，产生双极功率参考值，并通过控制总线下发给极控制层。双极层控制的主要功能有：双极功率控制、稳定控制、功率方向控制、电流平衡控制、轻载无功优化等[2]。1.1双极功率控制双极功率控制是指极控系统根据运行人员设置的双极功率参考值来调节控制系统，使之保持双极功率恒定。它可分为自动功率控制和手动功率控制。自动功率控制模式是指双极功率定值及功率变化率按预先安排好的负荷曲线自动变化，而手动功率控制模式则是指在主控站由运行人员手动设置双极功率定值和功率变化速率。功率参

6、考值的来源主要有两个方面：5运行人员设定的功率定值和稳定控制产生的功率调制量。功率控制的基本原理是用希望得到的双极功率参考值除以整流侧测量的双极直流电压得到对应的电流指令，然后将此指令送往阀组控制以产生相应的触发角信号。如果一个极降压运行，功率控制功能将增加双极的电流参考值以维持双极功率恒定并尽量平衡双极运行；如果一个极闭锁，双极直流电压将下降为运行极的直流电压，为了维持直流功率，由P/U单元计算得到的电流参考值将变为双极运行时的两倍，此时如果运行极的过负荷能力允许，则运行极的直流电流将增加为双极运行时的两倍。当被闭锁的极恢复运行时，极控系统将自动地将功率平衡分配到两极，再次回到

7、双极运行状态。1.2稳定控制稳定控制是直流系统的附加控制功能。当交流系统受到干扰时，稳定控制功能通过调节直流系统的传输功率使之尽快恢复稳定运行。云广工程的稳定控制功能包括功率提升、功率回降、频率限制、双频调制和阻尼次同步振荡等。由于逆变侧的功率控制器不起作用，极控系统通过站间通讯将逆变侧生成的稳定调制量送到整流侧，并与整流侧产生的调制量相加形成最终的稳定控制参考值PrefAC。功率斜率发生器的输出值PrefDC和稳定控制参考值PrefAC相加作为最终的功率参考值输出去控制直流系统