云广特高压直流测量总线故障识别和切换逻辑研究

云广特高压直流控制保护系统通过冗余配置的测量总线获取现场测量的数据,实现特高压直流系统稳定运行。文章介绍了云广直流工程测量系统的配置,分析测量总线故障识别方法以及故障情况下的切换逻辑,结合运行中出现的问题,指出故障识别设计中的缺陷,提出了改进方法并在现场得到应用。     

TDM总线在高压直流输电中的应用

介绍TDM总线技术在高压直流输电控制保护设备的测量系统中的应用。以世界上第一条±800 kV直流输电工程“云广工程”的应用为背景,介绍了工程中测量系统和控制系统的硬件配置及通讯链路的特点,说明了TMD总线技术的应用原理及TDM总线的性能,最后介绍了TMD总线的编码方式及报文结构。在高压直流输电控制保护系统中,TDM总线的应用,不但发挥了它原有的技术优势,还同时解决了多模块同步及发起和接收端延时固定的问题,为精确触发阀点火脉冲提供了可靠的保证。     

云广特高压直流测量系统干扰因素分析

以云广特高压直流工程直流测量系统多次发生故障为背景,介绍了云广特高压直流测量系统组成及直流测量时分复用总线运行逻辑。通过仿真和试验,深入分析了造成直流测量系统受干扰的原因及当前直流测量系统抗干扰措施存在的问题,给出了相应解决方案并予以实施。解决方案经实际故障验证了其正确性,提高了云广特高压直流的运行可靠性,同时也为今后直流输电工程的抗干扰设计提供了有益参考。     

直流测量总线切换对特高压直流保护系统的影响

南方电网特高压直流工程直流测量系统采用集中处理方式,现场采集的数据量由测量系统预处理后,再经测量总线(TDM总线)传输至控制保护系统,因此,要求测量系统与各控制保护系统之间测量数据传输有更高的可靠性。介绍了高压直流控制保护系统的配置,对其测量总线的切换逻辑进行了分析。结合实例分析了测量总线的切换对特高压直流保护系统所产生的不良影响,并对所暴露出的问题提出了改进建议。     

云广孤岛运行方式RTDS试验平台的构建及研究

构建了云广直流和兴安直流联接实际控制保护装置的RTDS试验系统,对云广特高压直流在孤岛运行方式下,各种故障下送端系统的动态特性进行了试验研究。结果表明,该RTDS仿真试验系统有足够高的仿真精度,满足对云广特高压直流孤岛运行方式下系统动态特性仿真研究,以便为云广特高压直流孤岛运行方式下安稳策略制定提供技术支持。     

TDM总线在高压直流输电中的应用

介绍TDM总线技术在高压直流输电控制保护设备的测量系统中的应用.以世界上第一条±800 kV直流输电工程"云广工程"的应用为背景,介绍了工程中测量系统和控制系统的硬件配置及通讯链路的特点,说明了TMD总线技术的应用原理及TDM总线的性能,最后介绍了TMD总线的编码方式及报文结构.在高压直流输电控制保护系统中,TDM总线的应用,不但发挥了它原有的技术优势,还同时解决了多模块同步及发起和接收端延时固定的问题,为精确触发阀点火脉冲提供了可靠的保证.     

云广±800kV直流输电工程直流测量系统异常情况分析

根据云广±800 kV直流输电工程采用独立的直流测量系统而与其他高压直流系统的不同,介绍了直流测量系统的工作原理及TDM总线选择方式,单极的2套极控、组控系统以及2套极保护、阀组保护分别与2套极测量系统、阀组测量系统交叉冗余接线。分析了穗东换流站先后发生两起因TMD总线不能正常切换造成保护系统动作异常的事故的原因,并就此提出了相关的改进建议。     

基于实时数字仿真器的云广特高压直流系统孤岛运行仿真

云广特高压直流系统输送功率大,送端换流站远离电站而且靠近云南电网昆明负荷中心,交流系统相对较弱,特高压直流系统在失去与云南主网相连的全部500kV联络线后,系统将进入孤岛运行方式。为此,采用实时数字仿真器和特高压直流保护控制软件搭建了详细的实时闭环仿真系统模型,对云广特高压直流系统进入孤岛运行过程进行仿真分析,研究云广直流系统进入孤岛方式运行交直流系统的暂态稳定性能,并对交流系统和直流系统故障过程进行了仿真,分析系统故障后交流系统电压和频率的暂态特性以及交直流控制系统的动态性能。通过仿真验证了云广特高压直流在孤岛运行方式下,系统仍具有良好的动态性能,对实际的工程具有重要指导意义。     

云广特高压与贵广直流工程直流保护系统的异同点

云广特高压直流工程作为世界上第一个±800 kV直流输电工程,采用双12脉动换流器串联的接线方式,其控制保护系统采用分层分布式结构。为方便研究云广特高压工程直流保护系统的软硬件配置及特有的保护功能设置,从硬件、软件及保护功能设置等方面,对云广特高压及贵广工程的直流保护系统进行了分析比较。云广特高压工程直流保护系统的设计比常规直流工程复杂,因接线方式的特殊性需增加相应保护设置,只与单12脉动换流器相关的故障需结合高速旁路开关隔离故障以维持直流系统继续运行。     

整流侧控制方式对特高压直流输电系统换相失败影响研究

特高压直流输电系统发生换相失败时,会引起直流电压和直流电流突变,严重影响直流系统的安全稳定运行。控制系统是特高压直流输电系统的核心部分,其控制方式对系统的输出响应有重要影响。分析特高压直流输电系统换相失败的原因,介绍整流侧的控制方式,建立了云广特高压直流输电系统仿真模型,研究云广特高压直流输电系统整流侧采用定电流控制方式和定功率控制方式对换相失败的影响。仿真结果表明：当逆变侧换流变压器变比K改变时,整流侧采用定电流控制与采用定功率控制相比,系统发生换相失败时的临界变比较大;当逆变侧交流母线发生三相对称接地故障、两相短路故障及单相接地故障时,整流侧采用定电流控制与定功率控制相比,系统不发生连续换相失败的临界电阻较小。整流侧采用定电流控制方式时,对换相失败的控制能力优于定功率控制方式。     

特高压直流输电测量系统故障分析及对策

特高压直流输电系统的交、直流测量值先由直流测量系统采集和预处理,再通过TDM总线传至各控制保护系统,这在一定程度上简化了系统结构,但现场运行工况、环境等因素易导致直流测量系统故障。通过介绍直流测量系统的组成、基本原理及切换逻辑,对其实际运行中暴露出来的典型故障进行分析并探讨相应对策,为直流输电工程的设计和实施、换流站内测量系统的运行维护提供参考。     

特高压直流输电系统实时数字仿真研究

基于RTDS仿真器和南瑞继保公司研制的±800 kV直流控制保护样机搭建了云广特高压直流输电系统"孤岛"运行方式实时闭环仿真模型。利用该仿真系统对云广直流单电气元件特性、云广直流输电系统稳态潮流和暂态故障进行了仿真,并与非实时电磁暂态软件EMTDC仿真结果进行了对比。结果显示,2种仿真工具模拟的电气元件特性、系统稳态潮流和暂态特征基本一致,表明了搭建的实时闭环云广直流输电系统的可信性。由于考虑了实际特高压直流控制保护设备的作用,所搭建的实时闭环仿真系统更能反映实际交直流系统的动态特性,具备更实际的参考价值。闭环云广直流输电仿真系统已成功应用于云广特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,为云广特高压直流输电系统的建设和运行提供了有力的技术支持。     

云广特高压直流一起双极三阀组相继闭锁分析

以云广特高压直流系统1起双极三阀组相继闭锁事故为基础,分析了事故发生经过和原因,介绍了云广特高压直流系统测量系统,对云广特高压直流测量系统遭受干扰的原因进行了深入分析,并通过仿真与实验证明了干扰的存在。根据仿真和试验结果,以及穗东换流站二次设备抗干扰存在的问题,提出了相应的改进措施。     

云广特高压直流工程中的分接开关状态监视逻辑

分接开关控制是直流输电系统控制的重要部分,云广特高压直流工程中分接开关采用有载调压方式,为确保分接开关的长期安全、可靠运行,云广特高压工程中分接开关采用了多种状态监视逻辑来实现其状态的有效监视,介绍了云广直流工程中分接开关的各类状态监视逻辑,梳理了分接开关状态监视信号的传输回路,结合运行维护经验对当前逻辑进行了风险辨识,并提出了优化改进措施。     

特高压晶闸管阀运行试验控制保护系统研发

为了更加有效地满足IEC60700-1标准规定的特高压晶闸管阀的试验要求,保证晶闸管阀运行试验回路的可靠、稳定运行,设计了一套控制保护系统。该系统由控制/保护主机、人机接口、触发脉冲控制装置、模拟量测量等功能模块组成,系统内的PCI总线、CAN总线和TDM总线用于各功能部分之间的数据传输。系统对试验回路的电流源/电压源和辅助设备独立控制、触发脉冲参数灵活配置、试验项目自动切换,整个试验过程灵活、稳定;保护系统实时监视系统运行状态,对一次回路提供全面、有效的保护,保证一次设备的安全。运行试验系统的试验结果满足各项试验要求,证明了控制保护系统的可靠性和有效性,为我国特高压晶闸管阀以及相关领域的研究和开发提供了坚实的基础和平台。     

特高压直流输电系统实时闭环仿真建模

仿真研究是发展高压、超高压和特高压电网的必要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于RTDS仿真器和南瑞继保研制的±800kV直流控制保护样机搭建了云广直流输电系统"孤岛"运行方式实时闭环仿真模型。为验证所建模型的有效性和可信性,与非实时电磁暂态软件PSCAD/EMTDC对单电气元件特性、云广直流输电系统稳态潮流和暂态特征进行了仿真校核和分析。校核结果显示,2种仿真工具模拟的电气元件特性、系统稳态潮流和暂态特征基本一致,从而表明了搭建的实时闭环云广直流输电系统的可用性和可信性。由于考虑了UHVDC控制与保护设备的控制作用的实时参与,所搭建的闭环云广直流仿真系统将更能反映实际交直流系统的动态特性,更具实际工程参考价值。所述的闭环云广直流输电仿真系统已成功应用于云广特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,从而为云广特高压直流输电工程的建设和运行提供了有力的技术支持。     

±800kV云广特高压直流金属回线断路器跳跃现象原因分析与控制策略优化

±800 k V云广特高压直流工程具有大地回线运行方式和金属回线运行方式两种正常运行方式。金属回线断路器(metallic return transfer breaker,MRTB)的稳定运行决定以上两种运行方式能否转换成功,直接影响直流输电工程的安全稳定运行。以±800 k V云广特高压直流工程实际运行过程中发生的MRTB跳跃现象为切入点,深入分析该断路器发生跳跃现象的主要原因,并有针对性地提出了解决跳跃现象的方案。所提方案已通过试验室和工程现场试验验证,均得到良好的效果,并且对以后多回直流建设具有推广应用参考和工程经验借鉴的价值。     

云广特高压直流系统基本控制方式异常切换分析

控制系统在高压直流输电系统中占有极其重要的地位,保证直流输电系统的基本控制策略得以实现,是高压直流输电系统的核心部分。分析了特高压直流输电系统直流电流参考值改变对基本控制方式的影响,结合云广特高压直流工程现场调试的故障记录数据,对其基本控制方式异常切换导致阀组闭锁进行了详细分析。针对分析出的结果,提出了修改直流控制系统控制逻辑等切实可行的改进措施,这对未来特高压直流输电工程的实施有较大的参考价值。     

云广特高压直流控制设备中保护功能分析

控制系统可以准确监控直流系统的运行状况,为此直流控制系统一般都配置有尽可能少的保护功能作为直流系统的快速闭锁保护。由于不同特高压直流输电系统的特殊性,在控制系统中的保护功能及数量也不同。本文对云广特高压直流输电工程控制系统中的保护功能进行了详细分析,并通过一系列事故案例说明控制系统中保护功能设置的优劣,以及其是否能够有效保护特高压直流设备,确保特高压直流设备安全稳定运行。     

特高压和高压直流输电系统共用接地极模式分析

为了节省占地面积和建设费用,云广特高压直流输电系统和贵广二回高压直流输电系统在广东侧决定采用共用接地极模式。讨论了特高压和高压输电系统的共用接地极模式,对共用接地极的要求提出了设计方案。分析了共用接地极对2个直流输电系统的稳态运行、过电压绝缘配合以及控制保护系统的影响。结果表明:云广特高压直流输电系统和贵广二回高压直流输电系统共用接地极模式是可行的。