特高压直流输电工程整流站换流变有载调压开关控制分析

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1、特高压直流输电工程整流站换流变有载调压开关控制分析（中国南方电网超高压输电公司昆明局云南昆明650217）摘要：总结归纳了特高压直流工程中换流变有载调压控制模式分为定角度控制模式、定控制模式和阀组跟随控制模式三种，逐一分析了上述三种控制模式具体的控制方法和实现过程，并针对楚雄换流站孤岛调试期间岀现的极I双阀组分接开关控制模式不一致，引起极I双阀组闭锁。指出了特高压直流同一个极的两个阀组均处于带电状态时，必须对同一极的两个阀组分解开控制模式同时执行转换。关键词：特高压直流；换流变；分接头；定角度控制；定控制0引言通过有载调压开关调压，可以补偿换流变压器交流网侧电压的

2、变化以及保持触发角运行在适当的范围内以保证运行的安全性和经济性。直流系统运行方式有多种，不同运行方式所对应的有载调压开关调节原理和实现方法不同，所以木文就分接头调节的控制模式做了详细分类，并且列举出了不同控制模式下所需要的条件。1特高压直流工程整流站换流变有载分接开关的控制模式特高压直流工程整流站换流变有载分接开关的控制式可归结为三种：定角度控制模式、定（换流变阀侧电压）控制模式和阀组跟随控制模式。下面就三种控制模式的原理及实现过程进行详细分析。1.1定角度控制模式定角度控制模式是特高压直流系统整流站正常运行时换流变分接头常用的控制模式，选择Δ=作为控

3、制量，其中：为直流电流参考值；为直流电流实际值；为直流电压参考值；为直流电压实际值；控制量Δ经比例-积分控制器计算出的触发角α作为分接头调节的控制依据，定角度控制为了将触发角控制在12.5°至17.5°之间。当交流电压发生改变吋，直流电流也将发生变化，为保持直流电流不变，首先直流电流控制器将改变触发角进行控制，若触发角超出规定范围，这时换流变分接头将进行相应的调档，使触发角达到规定范围内。当α小于12.5°时，发出降低分接头档位命令，当α大于17.5°吋，发出提升分接头档位命令。当阀组

4、未解锁吋，只能运行在定控制模式。1.2定（换流变阀侧电压）定控制是通过调整换流变分接头来控制换流变阀侧电压在一定范围内。该控制模式可由阀组控制系统根据阀组状态强制选择或由运行人员在工作站设定。云广工程中，阀组在“接地”、“停运”、“备用”状态不会调整分接头，但当转为“闭锁”状态后，阀组控制系统将强制设定当前的换流变分接头切换控制模式为定控制，在该模式下，阀组控制系统将通过计算换流变阀侧电压并与参考值比较来调整分接头。当阀组转为“闭锁”状态，换流变充电后，阀组控制系统将直接取用本身采集的换流变网侧电压进行计算U当换流变分接头的控制模式被选择为定控制吋，阀组控制系统将

5、计算λ=−，其中：为阀侧空载电压的计算值，为阀侧空载电压的参考值。当λ>l.l%吋，发出提升分接头的命令；当λ<−l.l%吋，发出降低分接头的命令。I口J吋，W冇当λ>−3%时，分接头的位置才满足阀组解锁的要求。1.2.1阀侧空载电压参考值的选择当阀组未解锁吋，换流变空载阀侧电压参考值Udref取运行人员下发的额定电压参考值、降压运行参考电压、低负荷无功优化参考电压三者的最小值。当同极的任何阀组被旁路或该极进行空载升压试验（OLT）时，本极换流变空载阀侧电

6、压参考值Uref强制选取1.0pu。在阀组解锁后，用于计算的电压参考值将以阀组测量系统实测代替,其中对于高端阀组：=−,对于低端阀组：=−。其中、分别为高端阀组高、低压侧电压量，、分别为低端阀组高、低压侧电压量。1.2.2阀侧空载电压计算值的计算以楚穗直流和普侨直流两个特高压直流工程为例，K整流站的换流变档位均为-6〜18共25档，每档调压1.25%。因此整流站换流变阀侧电压计算公式如下：其中，为阀组在“闭锁”状态时，取阀组测量系统取得的换流变网侧交流电压;为换流变分接开关档位的实际位置;为每档分接头的步长（取1.25），为流过换流变的实际

7、交流电流；为换流变的等效电抗。1.3两种控制模式的比较总体上说，定角度控制模式与定控制方式相比，其优点是：通过将控制角限制在合理范围内，可以降低阀损耗和减少高次谐波电流，从而降低滤波器投入，使换流器保持较高的功率因素，即输送同样的直流功率，冋吋使换流器吸收较少无功功率同吋损耗更少。但其缺点是：分接头动作次数相对频繁（有相关运行报告指出，使用角度控制方式分接头动作次数是使用控制方式的4倍），因而检修周期会缩短，同吋分接头调压范围也要求宽些。1.4阀组跟随控制模式直流系统正常运行吋，由于逆变站一般进行电压控制，因此，两个阀组的电压基本能够保持平衡。但在整流站，一般是控

8、制直流电流