高壓直流輸電系統(tǒng)控制保護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、輸送距離遠等優(yōu)點，在我國乃及全世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。直流輸送容量在我國的局部地區(qū)所占比例已相當可觀，并已形成廣東、華東兩大多饋入直流輸電系統(tǒng)。現(xiàn)有工程在控制保護方面或多或少都存在一些設(shè)計或運行缺陷，有必要對其進一步研究、改進、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)線路功率倒向、多個換流站交流側(cè)

2、諧波交互影響等對交直流系統(tǒng)繼電保護的影響問題值得引起重視。直流線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，對保證換流站安全可靠運行，意義重大。本文以中國已投運的幾個典型直流輸電工程為研究對象，對直流工程控制保護配置方案及功率倒向、諧波交互對交直流保護影響等若干關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究，成果如下：
　?。?）提出高壓直流輸電控制保護多重化配置新方案。介紹了控制保護雙重化冗余配置的概念及實現(xiàn)原理，分析了現(xiàn)有直流工程中沒有完

3、全冗余配置的元件及存在問題，結(jié)合近幾次相關(guān)停運事故，提出了改進建議。對控制保護雙重化配置，傳感器單元件配置和雙重化配置可能存在的誤動、拒動問題進行分析，提出多種解決措施，對比給出推薦方案。提出控制雙重化、保護三重化配置方案，并以高嶺換流站為例，描述了保護三重化配置的實現(xiàn)過程。對于可靠性要求高的直流輸電工程，推薦采用信號接點和控制保護完全三重化，從根本上解決一套系統(tǒng)維修時，另一套系統(tǒng)異常導致跳閘的問題。
　?。?）特高壓直流控制保護

4、系統(tǒng)配置方案研究。提出特高壓直流控制保護系統(tǒng)配置方案，提出控制保護系統(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償、閥組控制、換流單元的在線投退策略、融冰模式等方面控制算法的優(yōu)化。提出保護三重化配置要求，描述閥組保護、直流線路保護、交流濾波器保護等實現(xiàn)方案，并在吸取常規(guī)直流經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出特高壓直流最后斷路器保護、換流變飽和保護等保護改進方案。
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5、3）提出換流站閥水冷系統(tǒng)控制保護新方案。以南橋換流站水冷系統(tǒng)為例，闡述了原有水冷保護的原理和定值。對國內(nèi)多條高壓直流輸電工程內(nèi)冷水系統(tǒng)、外冷水系統(tǒng)缺陷進行統(tǒng)計分析，分析并指出換流站水冷系統(tǒng)存在的導致直流系統(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)控制保護新方案和隱患應對措施，大大減小了直流系統(tǒng)的強迫停運率。
　　（4）提出換流站交流線路縱聯(lián)方向保護新方案。介紹

6、了傳統(tǒng)的交流線路功率倒向的形成原因及解決措施。對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路功率倒向發(fā)生機理進行研究分析，發(fā)現(xiàn)換相失敗故障恢復時換流器無功功率需求急劇增加是功率倒向的主要原因。對現(xiàn)有功率倒向邏輯進行修改，并提出換流站交流側(cè)縱聯(lián)保護新方案，解決了功率倒向?qū)е驴v聯(lián)保護誤動問題。
　?。?）多個換流站交流側(cè)諧波交互影響及對策研究。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，以南橋站為例，對直流側(cè)和