多端柔性直流输电控制保护系统及环流抑制

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1、Y电力安全技术第l8卷(2016年第l期)多端柔性直流输电控制保护系统及环流抑制万家建，高强，马伟东’，栾伊斌(1．国网浙江省电力公司平湖供电公司，浙江嘉兴314200；2．国网浙江省电力公司电力调度控制中心，浙江杭州310007)[摘要]介绍了浙江舟山多端柔性直流输电工程的概况和主要设备组成，分析总结了其控制保护系统的总体结构和主要功能，重点研究了舟山多端柔性输电系统的环流抑制控制策略，最后通过试验验证了该控制策略对环流的抑制效果，为舟山五端柔性直流输电系统安全稳定运行提供了技术支持和理论保障。[关键词]多端柔性直流输电；模块化多电平换流器；控

2、制保护系统；环流抑制0引言器。其一次接线如图2所示。该工程投入运行后，舟山电网将发展为一个同时包含多端柔性直流、传多端柔性直流输电(VSCMTDC)系统由3个统交流和风电场的复杂交直流混联电网，电能可同或以上换流站及连接换流站的高压直流输电线路组时通过交流通道和直流通道到达各岛，运行方式复成，能够实现多电源供电、多落点受电，相比于两杂多变。端柔性直流输电系统，运行方式更为灵活，能更好地发挥直流输电的经济性和灵活性。目前，已于舟洋舟泗沈家湾2014—07-04投运的浙江舟山柔性直流输电工程，为世界上首个建成的五端柔性直流输电工程。1舟山柔性直流输电

3、工程概况舟定舟山柔性直流输电工程由舟定、舟岱、舟衢、舟泗、舟洋等5个直流换流站和多段直流电缆构云顶成，直流电压等级为±200kV。各换流站容量分别为400MW，300MW，100MW，100MW，100MW，最大输送容量为400MW。舟定和周岱昌洲渔都换流站通过220kV单线分别接入220kV云顶变和一110kV交流线路一200kV直流线路一220kV交流线路蓬莱变，舟衢、舟洋和舟泗换流站通过l10kV单线分别接人l10kV大衢变、沈家湾变和嵊泗变。图1舟山五端柔性直流输电工程系统接线其系统接线方式如图1所示。舟山柔性直流换流站一次设备主要包括交

4、流线2柔性直流输电控制保护系统路、直流线路、直流母线、联结变、换流阀组(由启动电阻、换流电抗器、平波电抗器和子模块SM柔性直流输电控制保护系统是柔性直流输电系组成)等，各换流站采用模块化多电平电压源换流统的“大脑”，实现对整个系统及所有设备的控制、一一第18卷(2016年第l期)电力安全技术YT1_J．L]本l“nr]C=K××线直流正极××线(交流)××线直流负极l：iiI：色翟。：图2换流站一次接线监视和保护，直接关系到系统运行的性能、安全、能有：直流电压控制、直流功率控制、换流器闭锁效益，是柔性直流输电系统的关键。解锁控制、负序电流抑制控制

5、、桥臂环流控制、运多端柔性直流输电系统是一个复杂的多输人多行信息采集与处理、换流器限流控制、换流器监视输出系统，为了提高其运行的可靠性，限制任一控与保护等。制环节故障造成的影响，其控制保护系统采用模块阀级控制保护层是联系上层控制系统与底层开化、分层分布式结构。舟山柔性直流输电系统控制关器件控制的中问枢纽。接收换流器级控制保护层保护策略分4个层次：系统级控制保护层、换流器输出的控制信号，并通过适当的调制方式产生相应级控制保护层、阀级控制保护层、子模块级控制保的阀触发脉冲以控制阀组的导通、关断，从而实现护层，其结构如图3所示。对换流器阀的触发控制；同

6、时接收各子模块开关器系统级控制保护层是MMC-HVDC(MMC，件驱动电路的回报信号及状态信息并上报至换流器modularmult~evelconverter，即模块化多电平换级控制保护系统的监控单元。阀级控制保护层是实流器)控制保护系统中级别最高的层次，主要功能现各种指令的具体执行操作层，与系统级控制保护有：运行方式控制、控制模式控制、系统启停控制层，换流器级控制保护层相比，其响应速度更快。系统稳定控制、快速功率变化控制、潮流反转控制、其主要功能有：开关调制、阀组导通／关断控制、联接变压器保护、交流场保护等。换流阀监测与保护、子模块电容电压平衡

7、调制、桥换流器级控制保护层是联系上层系统级控制臂故障检测与保护等。保护层和下层阀级控制保护层的中间环节，也是子模块级控制保护层是直接对MMC中的每个MMC-HVDC控制保护系统中的核心层。主要功子模块进行触发控制的设备，其主要功能有：子模一一Y电力安全技术第l8卷(2016年第l期)有功类控制医委垂垦医垂一一一一系统级控制保护层；换流器级控制保护层阀级控制保护层；子模块级控制保护层图3舟山柔性直流输电工程控制保护策略块触发控制、旁路控制、过压控制一、一子模一块一电容一电桥臂之间产生呈负序分布的二倍频环流。环流的存压及状态信息检测。在一方面会使换流

8、器输出的电流发生畸变，降低了柔性直流输电保护系统均采用双重化设计，主输出波形的质量，并且增加了电力电子器件的容量要保护配置如下。等级要求