高压直流输电控制保护系统功能及应用

本文从高压直流输电控制保护系统基本组成及功能、直流控制保护系统配置、直流控制保护关键技术以及直流控制保护运行情况等方面,概述了我国高压直流控制保护技术现状。详细剖析了主流控制保护系统的配置情况。结合直流输电工程控制保护系统运行情况,指出了防止直流单/双极闭锁停运的关键技术环节。     

高压直流输电控制保护技术及其应用

基于三峡至常州直流输电工程换流站控制保护功能性能分析，较全面地概述了直流输电控制系统的基本策略、功能／性能要求及其发展，并对我国直流输电换流站二次系统的发展提出了建议。     

"许继"为三峡工程研制高压直流输电控制保护系统

许继集团有限公司是以电力系统自动化、保护及控制设备的研发、生产及销售为主的国有控股大型企业,集团公司下设2家上市公司——“许继电气”和“天宇电气”,有8个中外(港)合资公司等21个子公司。许继集团的前身为许昌继电器厂,1970年从黑龙江迁至河南许昌。1985年以来,尤其是1996年许继集团组建以来,在国家改革开放政策的指引下,许继集团大力推进机制创新和技术创新,在机制改革上,许继集团以人事、劳动、分配制度改革为突破口,建立起了适应市场竞争灵活高效的新机制。在科技创新上,许继集团坚持高投入、高起点地开发新产品,主导产品从最初的继电器及保护装置迈向了以计算机技术为基础的数字化电力装备时代。公司由一个传统的机械加工企业,成长为国内本行业综合实力最强的高科技企业集团之一。     

高压直流输电系统的保护策略

直流系统保护策略是直流输电工程系统研究和控制保护系统设计的重要组成部分，其目标是保护设备，避免故障或异常工况造成的设备损坏和影响直流输电。高压直流输电系统可能的故障工况包括挟流阀故障、直流部分故障和交流部分的故障，直流系统在不同的故障情况下表现出一定的特性，根据直流系统运行特点和故障特性提出了高压直流输电系统的保护策略。文章以三常高压直流输电工程为例详细说明了长距离直流输电系统的保护策略，包括功能配置、保护原理、保护动作的处理方式以及控制保护系统仿真研究所采用的手段，并在此基础上时高压直流系统保护策略进行了总结。     

高压直流输电控制保护系统的冗余可靠性研究

依据可信计算系统的可靠性分析理论,结合直流输电工程应用情况,对高压直流输电控制和保护系统的冗余技术做了可靠性方面的研究。首先介绍了冗余技术的背景及在直流输电工程中对可靠性的要求,然后分析了主动冗余技术和被动冗余技术在直流输电控制和保护系统设计中的应用,最后对控制和保护装置的冗余配置原则做了阐述,并针对装置的冗余设计提供了一些实现参考,对工程应用和系统冗余设计具有重要意义。     

高压直流输电系统的通信

介绍了高压直流输电系统的直流控制保护系统及其对通信的要求，提出了高压直流输电系统换流站站间通信及直流换流站至调度中心的通信方案。     

基于控制保护的高压直流输电系统换相失败抑制方法综述

换相失败是基于电网换相换流器的高压直流输电(line commutated-converter based high voltage direct current,LCCHVDC)常见故障之一,增强高压直流输电系统换相失败的抵御能力是目前我国电网发展的研究重点之一。首先,分析换相失败的机理和影响因素;其次从故障检测判断、首次换相失败抑制、后续换相失败抑制3个方面,对基于控制保护的换相失败抑制方法进行详细的梳理和分析;最后,针对换相失败多种影响因素动态耦合、换相过程高度离散化、后续换相失败产生机理不明,导致抑制换相失败的控制保护策略存在盲目性、滞后性、主观性等问题,指出换相失败多影响因素耦合规律研究、离散化换相过程连续化研究、计及控制行为的后续换相失败抑制研究是未来换相失败抑制方面研究的重点。     

高压直流输电控制保护系统的冗余可靠性研究

依据可信计算系统的可靠性分析理论,结合直流输电工程应用情况,对高压直流输电控制和保护系统的冗余技术做了可靠性方面的研究.首先介绍了冗余技术的背景及在直流输电工程中对可靠性的要求,然后分析了主动冗余技术和被动冗余技术在直流输电控制和保护系统设计中的应用,最后对控制和保护装置的冗余配置原则做了阐述,并针对装置的冗余设计提供了一些实现参考,对工程应用和系统冗余设计具有重要意义.     

高压直流输电控制保护多重化分析

介绍了高压直流输电控制保护双重化及三重化的概念及实现原理,列举了当前运行直流系统中单元件故障出口可能导致闭锁的保护.针对保护双重化配置和传感器等单元件的配置情况,对比了ABB公司和南瑞公司为防止因单元件故障导致闭锁采取的解决方案.还对3起因测量装置或传感器没有完全双重化而造成停运的事故进行了分析,并介绍了高岭换流站三重化保护存在的问题及解决方案.对直流输电现存的双重化方面的缺陷给出了建议,提出了从根本上解决一套系统维修、另一套系统异常时导致跳闸等问题的方法就是信号接点和控制保护全部三重化.选用三取二逻辑的保护设备时,应选用具有3个及以上通道的一次设备,避免单个元件或板卡故障引发直流闭锁.     

高压直流输电控制保护系统新技术——WIN-TDC

在新一代直流控制保护系统WIN-TDC中,极控、站控和直流保护等核心部分采用了基于64位精简指令集计算机(RISC)、实时操作系统、64位系统总线的工业控制通用平台--SIMATIC-TDC.SIMATIC-TDC的开发环境采用了单一的编程语言,调试软件集成在开发环境中.人机界面采用了通用工控组态软件--WINCC.利用时分复用(TDM)总线技术实现了测量系统的交叉冗余.WIN-TDC已经在澳大利亚的海底电缆直流工程(BASSLINK)中得到了成功的应用.     

直流保护系统出口回路存在的问题及改进建议

首先比较了直流保护系统出口回路与传统交流保护出口回路的特点;然后结合实例分析了直流保护系统出口回路存在的问题,如投切压板操作易对保护出口继电器造成冲击,而且投入压板瞬间在保护出口继电器辅助接点副边侧可能感应出较高电压,从而导致误出口;最后提出了改进建议。     

高压直流控制与保护系统配合不当分析

研究了葛南直流控制保护系统改造完成后遗留下来的一个隐患,分析了葛洲坝换流站一次双极停运事故的现象,根据绝对最小滤波器组不满足的条件,指出无功控制与交流滤波器保护配合不当是这次事故的主要原因,同时找出有功功率回降软件功能不完善之处,最后给出了相应的解决办法,为将来更好地实施直流控制保护系统国产化改造提供参考。     

HVDC换流阀合成试验控制及保护系统设计与开发

随着高压直流输电技术的发展,换流阀的额定容量大幅增长。传统的背靠背装置受装机容量限制,已很难适应试验需求。合成试验回路有独立的电压源和电流源,通过控制辅助阀的通断,为试验提供所需的电压和电流,是目前较好的替代方法。文中介绍了合成试验控制及保护系统的硬件结构、工作原理及软件配置。动态模拟试验结果证明该系统能很好地实现各项试验要求。     

直流换流站控制保护系统故障分析

对龙泉、江陵换流站的直流控制保护系统自投运以来的故障进行了分析,介绍了提高直流控制保护系统可靠性的措施,通过采取措施将故障率降到最低.     

国家电网公司直流输电工程控制保护系统运行分析

控制保护系统的运行情况直接影响着直流输电系统的安全稳定运行。文章通过翔实的数据对国家电网公司所属直流输电工程的控制保护系统(主要是ABB公司开发的MACH2控制保护系统)的运行情况进行了详细分析,总结了控制保护系统所出现的问题及国家电网公司为解决这些问题所采取的改进措施,并对今后我国直流输电工程的建设与运行维护提出了建议,对其它直流输电工程及相关制造商等有重要的借鉴意义。     

并联型多端高压直流输电系统的控制与保护策略及仿真

多端高压直流(multi-terminal direct current,MTDC)输电系统可以实现各换流站所连交流系统之间的功率输送或电力交换,能够解决多电源供电或多落点受电的输电问题,其接线形式总体分为串联型与并联型。针对4端并联型高压直流输电系统进行稳态运行和暂态故障过程的相关研究,基于EMTDC/PSCAD平台建立单极仿真模型,完成了多种解锁起动和闭锁停运组合的仿真分析,设计了直流功率平衡控制器实现各换流站功率协调控制,并提出了单个换流站紧急停运以及直流线路故障时的控制保护配合方式,仿真结果表明了控制与保护策略的有效性。     

多端柔性直流输电工程控保系统接口设计

介绍了柔性直流输电系统控制和保护系统分层结构,对南澳多端柔性直流输电工程青澳站控制保护系统分层结构和控制保护系统通信接口方案进行了描述。通过对青澳站的无功功率阶跃和稳态时直流侧总谐波进行分析,证明换流器级控制到换流阀级控制接口特性、换流阀级控制到换流阀接口特性均满足系统要求。该方案设计简单可靠、实用易行,已经在南澳柔性直流输电工程中得到了成功应用,很好地满足了柔性直流工程控制保护系统快速性和可靠性的要求。     

PSCAD/EMTDC与直流控制仿真模型接口研究

建立实际直流控制系统的精确仿真模型是当前进行直流输电控制系统仿真研究的重要课题。PSCAD/EMTDC所提供的仿真模型较为简单,在利用PSCAD/EMTDC平台进行直流输电控制系统仿真时,采用软件编程形式构造自定义模型较为实用。提出了PSCAD/EMTDC与实际直流控制仿真模型的接口实现方法,并用一个仿真实例验证了方法的可行性和正确性。     

三峡直流输电工程控制保护系统故障及处理

对政平、龙泉、江陵、鹅城等三峡直流输电工程相关换流站的直流控制保护系统自投运以来的故障做了统计性分析,介绍了提高直流控制保护系统可靠性的措施。直流控制保护系统的故障集中表现为控制系统主机故障及输入输出板卡故障。通过采取硬件改进、操作系统升级、改善现场运行环境、完善控制保护系统自检逻辑等措施,使直流控制保护系统的故障率大大降低,从而进一步提升了三峡直流输电工程的可靠性。