特高压直流控制系统与阀控系统的接口及试验

换流阀阀控设备是直流输电二次系统中的核心元件,是连接换流阀与直流控制系统的接口设备,是实现对换流阀进行控制和保护的重要环节。依托哈郑工程,详细介绍了特高压直流控制系统与换流阀阀控系统的总体结构、直流控制系统与技术路线不同的换流阀阀控系统的接口形式和接口信号。针对哈郑工程阀控系统接口具有较大的差异性和复杂性等特点,设计了完备的阀控接口试验方案。基于阀控接口试验以及在试验过程中遇到的问题,提出了直流控制系统和阀控系统接口的优化改进建议,以降低后续工程中阀控系统接口的复杂性,便于阀控设备的标准化运行和维护。     

特高压直流工程阀控通用接口技术

换流阀作为特高压直流工程的核心设备,阀控及其接口对保障直流系统安全运行发挥着重要作用。根据换流阀的控制原理,在总结现有特高压直流工程阀控特点基础上,开展了阀控与直流控制保护系统通用接口技术研究,从整体原则、接口信号设置和逻辑处理方面详细阐述了阀控通用接口技术方案,通过实时数字仿真对通用接口方案进行了试验验证,仿真结果证明了通用接口的合理性。研究结果对推动特高压直流工程阀控标准化设计、提高直流系统安全运行水平具有重要意义。     

一种柔性直流输电阀控测试系统设计与实现

设计了一种模块化多电平柔性直流输电阀控测试系统,包括极控模拟装置、换流站主电路信号发生装置、换流阀子模块模拟装置和监控后台等。该测试系统可以在不使用极控系统和换流阀本体的条件下,完成对模块化多电平柔性直流输电阀控系统的基本功能测试,包括子模块电容电压的读取和状态监视、均压控制、阀控对子模块故障处理逻辑、阀控自身故障处理逻辑、系统电压电流的采集等。仅需调整子模块模拟装置的接口数量,即可满足不同容量和电压等级的柔性直流输电阀控系统测试需要。对MVCE 300型柔性直流输电阀控系统进行了实际测试,测试结果表明,该测试系统可以满足柔性直流输电阀控设备厂内调试的需要。     

±500kV高压直流换流站阀控技术对比分析

通过对国外换流阀生产厂家ABB、Siemens、ALSTOM三家公司换流阀及其阀控系统的硬件结构、软件功能以及阀控与直流控制保护系统的接口进行了阐述,对直流输电设备国产化后不同技术路线的直流控制保护系统与阀控系统的接口进行了说明,结合换流站运行经验和目前阀控系统存在的缺陷与隐患以及直流设备运行过程中的几次重大事件,提出改进建议,为规范国内直流控保与阀控系统通讯接口提供参考依据。     

±660 kV直流输电工程阀控系统设计与实现

阀控系统作为直流输电控制保护系统与换流阀之间的接口设备,对直流系统的稳定可靠运行起着重要作用.因此提高阀控系统的可靠性是设计阀控系统时要达到的首要目标.在介绍H400换流阀阀控系统组成结构和基本功能的基础上,详细介绍了H400换流阀阀控系统特有的高可靠性串行通信方式,并阐述了此种串行通信方式的实现方式和特点.这种通信方式已在宁东-山东±660 kV直流输电工程中成功应用,并取得了良好的效果.     

柔性直流换流阀控制系统架构与通信安全性设计

柔性直流输电技术在国内国际上应用越来越广泛,柔性直流输电系统的规模和容量逐步提高。文中针对柔性直流输电控制系统,论述了控制系统各层级的功能,详细阐述了换流阀控制系统复杂的硬件架构和功能。针对阀控系统安全稳定运行问题,论述了阀控设备在功能架构、冗余备份、故障监视等方面的安全性设计方案。考虑到阀控系统复杂的硬件配置,重点研究了阀控设备内部的通讯问题;在阀控设备多层级间、多CPU间,除配置有实现上下级间数据信息交互的基本通讯链路之外,增设专用的通讯校验监视通道,实时监视通讯内容的正确性;将阀控内部的关键通讯故障问题与阀控设备故障相关联,避免因通讯故障导致更加严重的故障发生,为柔性直流换流阀安全可靠运行提供了保障。     

特高压柔性直流换流阀启停过程阀控自检功能缺陷及优化方法

在当今的输电技术中,柔性直流输电技术已经成为一种主流技术形式。而在柔性直流输电技术的具体应用中,柔性直流换流阀阀控是其核心部分。首先介绍了柔性直流换流阀阀控系统结构,然后针对阀控系统的全链路试验系统架构进行介绍,同时阐释了特高压柔性直流换流阀启停过程阀控自检功能及阀控旁路模块逻辑。通过开展柔性直流换流阀的阀控系统自检功能试验,验证阀控系统自检功能的正确性与可靠性,同时针对试验中所出现的问题,对阀控系统自检功能提出优化方案,从而实现阀控系统可靠性的提升。     

大规模节点柔性直流输电阀控全接入物理动模试验系统的设计

针对高压柔性直流输电工程中阀控设备接口数量庞大,测试困难的问题,本文设计了一种物理动模试验系统,可实现大规模节点的柔性直流输电阀控设备全接入测试。研制了一种接口扩展装置,可以利用较少的物理子模块来实现大规模节点阀控的全接入及全功能测试,详细介绍了接口扩展装置的软件和硬件设计方案。以许继集团研制的渝鄂工程阀控设备为测试对象,完成了阀控的全接入和全功能测试,验证了所设计的物模系统的正确性。     

天广高压直流输电工程极控后备保护研究

极控是高压直流输电系统的控制保护核心,其稳定运行与正确动作保障了直流输电系统的安全稳定和可控在控。结合天广高压直流输电工程简单介绍了极控系统中后备保护工作原理,并结合极控系统原理及监视功能分析了该类保护的特点。针对广州换流站实际案例对极控后备保护中换流器开路保护等快速保护中存在的隐患进行更进一步的探讨。最后提出天广直流工程极控后备保护改进的建议。     

±800kV云广直流换流阀及阀控系统结构及原理分析

阀控系统主要起着触发并监视可控硅元件的作用,是直流输电系统的核心技术。通过对±800kV云广直流工程中换流阀及阀控系统的结构及原理的阐述,并与常规的±500kV直流输电系统作比较,为特高压直流工程换流阀及阀控系统的运行、维护、设计、改造提供指导和参考。     

天广高压直流输电工程极控后备保护研究

极控是高压直流输电系统的控制保护核心,其稳定运行与正确动作保障了直流输电系统的安全稳定和可控在控.结合天广高压直流输电工程简单介绍了极控系统中后备保护工作原理,并结合极控系统原理及监视功能分析了该类保护的特点.针对广州换流站实际案例对极控后备保护中换流器开路保护等快速保护中存在的隐患进行更进一步的探讨.最后提出天广直流工程极控后备保护改进的建议.     

特高压交直流耦合电网主变充电对特高压直流运行影响研究

随着特高压交直流工程大规模建设和交直流耦合程度的加深,多直流馈入受端电网主变充电对直流输电及受端电网运行具有一定影响。根据规划2017年淮沪特高压交流南半环重要枢纽苏州站将投运,为了研究特高压交流苏州站启动调试期间充电对锦苏直流运行的影响,在RTDS中搭建了锦苏直流和淮沪特高压交流及周边等值交流电网,采用与锦苏直流输电工程在控制保护功能和故障下的暂态响应等方面特性一致的特高压直流控保真型装置与RTDS构成闭环仿真平台,对锦苏直流近区空充主变以及特高压交流主变后锦苏直流运行情况进行了仿真分析。结果表明,锦苏直流近区主变充电会导致锦苏直流周期性换相失败并闭锁,但是苏州特高压交流主变空充对特高压直流运行无明显影响,所得结论对淮沪特高压交流工程启动调试具有重要参考意义。     

高压直流控制保护系统的设计与实现

在介绍MACH2直流控制保护系统的总体结构的基础上,给出了SCADA系统、交流站控系统、直流极控系统、直流保护系统的设计和实现方案。详细介绍了直流极控系统,包括其基本控制策略、基于电流过零信号的阀触发的监视和控制功能、无功功率控制、系统监视和切换功能。该方案已在我国葛洲坝－上海直流输电控制保护系统改造中应用,并取得了很好的效果。     

基于RTDS数模仿真平台的±800kV酒湖特高压直流输电系统建模

电力系统仿真是研究特高压直流输电技术特性和功能的重要方式。为了实现±800kV特高压直流输电工程二次设备的集成联调检测以及研究交直流系统的相互影响,本文在RTDS实时数字仿真平台上,通过RTDS的各类输入输出板卡与直流控制保护装置、换流阀阀控设备以及测量接口屏等二次设备相连接,构成控制闭环仿真系统。针对RTDS硬件平台升级和换流阀阀控系统接口特点,详细介绍了仿真平台和各类二次设备的接口形式,并采用RTDS的PB5处理器背板光纤互联以增大rack的节点计算数目。在RTDS闭环仿真平台上,以直流控制保护装置的附加控制功能为例,开展了直流功率调制试验,仿真结果验证了直流控制保护装置频率控制功能的正确性。     

柔性直流背靠背换流站阀控系统介绍及故障处理

为了提高柔性直流输电阀控系统运行的安全性和可靠性,针对一起柔性直流输电背靠背工程中阀控系统上位机与交换机通信故障引起的柔直跳闸事故进行分析。首先,对鲁西背靠背换流站广西侧柔直阀控系统的构架、控制策略进行介绍;其次,结合现有的柔性直流输电工程运行经验,深度剖析了阀控系统控制及逻辑,对此次跳闸后的处理提出合理的逻辑设计和解决方案。按所提出的解决方案修改内部跳闸逻辑和程序后,阀控系统内部上位机与交换机的通信故障只上报给SCADA系统,而不会引起阀控系统跳闸。     

锦苏特高压直流输电工程系统试验研究和实践

概述了锦屏—苏南(简称锦苏)±800 kV特高压直流输电工程系统试验结果。针对特高压直流主回路46种接线方式进行了研究,确定了系统试验方案分为单换流器、单极、双极和融冰接线方式4部分内容,编制了系统试验方案;针对锦苏送端锦屏侧孤岛运行方式进行了研究,解决了孤岛方式试验过程中发生的频率振荡问题,完成了孤岛运行方式系统试验;对融冰接线方式系统试验进行了研究,解决了系统试验中融冰方式的技术问题,确定了融冰接线方式系统试验项目,顺利完成了融冰接线方式系统试验;对系统试验过程中发现的主要技术问题进行了分析,内容包括:苏州站极I控单元跳闸试验,造成锦屏站中性母线避雷器损坏问题的分析;锦屏站极II高端换流器跳闸闭锁后,低端换流发生跳闸问题分析;锦屏站交流滤波器频繁投切问题分析;苏州站5 612滤波器断路器C相损坏事件分析等。这些问题的解决保证了锦苏特高压直流输电工程系统调试的顺利进行和按期投入运行。     

适用于柔直动模平台的子模块故障模拟方法

与常规直流输电不同,柔性直流输电换流阀子模块具备更为复杂的本体控制保护功能。以往的柔性直流输电控制保护设备联调中,重心往往集中在极控、阀控等上层控制保护设备,对子模块本体控制保护功能以及阀控相关的配合控制保护功能验证较少,特别是对实际运行中的子模块的保护功能很难加以验证,给工程运行带来故障隐患。设计了一种柔性直流输电换流阀子模块故障模拟系统,可实现对子模块故障的在线模拟,以验证子模块中控板和阀控相关的控制保护功能正确性。     

特高压直流输电阀控动模试验系统设计

针对近年国内特高压直流输电工程中换流阀控制设备的实际运行工况,设计了一套完整的特高压直流输电工程阀控动模试验系统,整个试验系统包括整流侧换流阀、整流侧阀控(valve control equipment,VCE)、逆变侧换流阀、逆变侧VCE、控制与监视后台系统.该试验系统直接采用工程用晶闸管来搭建微型换流阀,相比实际工程用换流阀,减少了每个单阀的晶闸管数量,其他换流阀设计参数与实际工程相同,相较于采用实时数字仿真(real-time digital simulator,RTDS)系统模拟换流阀参数的方式,更有利于换流阀及输电线路参数的精确获取与处理,对阀控功能的验证更加有效.最后对许继集团研制的VCE800阀控系统进行了试验,验证结果表明该阀控动模试验系统可以满足特高压直流工程阀控设备联调需要.     

一种柔直换流阀及阀控运行状态智能监测方法

设计了一套智能监测分析系统,用于采集柔性直流换流阀及阀控系统的运行状态数据,并对采集到的数据进行缓存、故障特征提取、特征分析处理,并具备人机交互功能。通过数据采集及处理、分析,该系统能将柔性直流换流阀及阀控的运行状态以图形的方式呈现,突出展示故障点,进而达到提升换流阀及阀控运行状态的智能化监测水平的目的。同时,将故障分析的评估方法量化,有利于更好地观察换流阀及阀控运行状态。此分析系统已完成软硬件设计,并在渝鄂直流背靠背工程上进行了测试验证。测试结果表明,该系统可实现对柔性直流输电换流阀及阀控系统运行参数的在线监测和智能分析,为换流阀可靠运行提供了一种有效的监测手段。     

柔性直流输电阀控及子模块控制全接入试验系统设计

针对模块化多电平柔性直流输电系统联调试验阶段阀控和子模块设计验证环节均存在简化和缺失现象,本文设计可实现阀控设备和子模块控制全接入的试验平台.该平台包括与工程采样率一致的合并单元(MU)模拟装置、与工程接口一致的控制模式多样化的极控装置、功能完善的链路延时测试装置,以及可完整实现工程子模块接口和原程序验证的子模块功能模...