高壓直流輸電系統(tǒng)控制保護(hù)配置方案研究及諧波影響分析.pdf

1、高壓直流輸電具有輸送容量大、損耗小、功率可控、輸送距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)乃及全世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。直流輸送容量在我國(guó)的局部地區(qū)所占比例已相當(dāng)可觀(guān)，并已形成廣東、華東兩大多饋入直流輸電系統(tǒng)?，F(xiàn)有工程在控制保護(hù)方面或多或少都存在一些設(shè)計(jì)或運(yùn)行缺陷，有必要對(duì)其進(jìn)一步研究、改進(jìn)、完善，提出新原理、新方案。多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)作為一個(gè)典型的系統(tǒng)，各條直流由于電氣距離較近，其交互影響現(xiàn)象突出，換相失敗引起鄰近交流側(cè)線(xiàn)路功率倒向、多個(gè)換流站交流側(cè)

2、諧波交互影響等對(duì)交直流系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響問(wèn)題值得引起重視。直流線(xiàn)路輸送的電力容量巨大，分析這些交互影響，研究完善控制保護(hù)，對(duì)保證換流站安全可靠運(yùn)行，意義重大。本文以中國(guó)已投運(yùn)的幾個(gè)典型直流輸電工程為研究對(duì)象，對(duì)直流工程控制保護(hù)配置方案及功率倒向、諧波交互對(duì)交直流保護(hù)影響等若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，成果如下：
　?。?）提出高壓直流輸電控制保護(hù)多重化配置新方案。介紹了控制保護(hù)雙重化冗余配置的概念及實(shí)現(xiàn)原理，分析了現(xiàn)有直流工程中沒(méi)有完

3、全冗余配置的元件及存在問(wèn)題，結(jié)合近幾次相關(guān)停運(yùn)事故，提出了改進(jìn)建議。對(duì)控制保護(hù)雙重化配置，傳感器單元件配置和雙重化配置可能存在的誤動(dòng)、拒動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出多種解決措施，對(duì)比給出推薦方案。提出控制雙重化、保護(hù)三重化配置方案，并以高嶺換流站為例，描述了保護(hù)三重化配置的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。對(duì)于可靠性要求高的直流輸電工程，推薦采用信號(hào)接點(diǎn)和控制保護(hù)完全三重化，從根本上解決一套系統(tǒng)維修時(shí)，另一套系統(tǒng)異常導(dǎo)致跳閘的問(wèn)題。
　?。?）特高壓直流控制保護(hù)

4、系統(tǒng)配置方案研究。提出特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)配置方案，提出控制保護(hù)系統(tǒng)配置總體要求，從控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、LAN網(wǎng)安全性、主機(jī)穩(wěn)定性等幾方面討論特高壓直流控制與常規(guī)直流的區(qū)別以及特高壓直流在功率補(bǔ)償、閥組控制、換流單元的在線(xiàn)投退策略、融冰模式等方面控制算法的優(yōu)化。提出保護(hù)三重化配置要求，描述閥組保護(hù)、直流線(xiàn)路保護(hù)、交流濾波器保護(hù)等實(shí)現(xiàn)方案，并在吸取常規(guī)直流經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出特高壓直流最后斷路器保護(hù)、換流變飽和保護(hù)等保護(hù)改進(jìn)方案。
　　（

5、3）提出換流站閥水冷系統(tǒng)控制保護(hù)新方案。以南橋換流站水冷系統(tǒng)為例，闡述了原有水冷保護(hù)的原理和定值。對(duì)國(guó)內(nèi)多條高壓直流輸電工程內(nèi)冷水系統(tǒng)、外冷水系統(tǒng)缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析并指出換流站水冷系統(tǒng)存在的導(dǎo)致直流系統(tǒng)單雙極閉鎖隱患包括未雙重化的傳感器元件、電源失卻、回路滲漏水、不合理的定值設(shè)置等，在此基礎(chǔ)上，提出換流閥水冷系統(tǒng)控制保護(hù)新方案和隱患應(yīng)對(duì)措施，大大減小了直流系統(tǒng)的強(qiáng)迫停運(yùn)率。
　　（4）提出換流站交流線(xiàn)路縱聯(lián)方向保護(hù)新方案。介紹

6、了傳統(tǒng)的交流線(xiàn)路功率倒向的形成原因及解決措施。對(duì)多饋入高壓直流輸電系統(tǒng)中換相失敗引起的換流站附近交流線(xiàn)路功率倒向發(fā)生機(jī)理進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)換相失敗故障恢復(fù)時(shí)換流器無(wú)功功率需求急劇增加是功率倒向的主要原因。對(duì)現(xiàn)有功率倒向邏輯進(jìn)行修改，并提出換流站交流側(cè)縱聯(lián)保護(hù)新方案，解決了功率倒向?qū)е驴v聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)問(wèn)題。
　　（5）多個(gè)換流站交流側(cè)諧波交互影響及對(duì)策研究。分析了直流輸電系統(tǒng)的諧波污染危害和交直流側(cè)諧波分布特點(diǎn)，以南橋站為例，對(duì)直流側(cè)和