直流输电-4-控制)

1、高压直流输电,第四章,直流输电控制,毛承雄,2010,年,9,月,26,日,1,双极直流输电系统,2,双极直流输电换流站系统,3,4-1,直流输电控制方式,控制系统是,HVDC,的中枢,直流输电系统,整流侧维持直流电流,逆变侧维持直流电压,整流站、逆变站,决定,直流传输功率,换流站,4,一、基本控制方式,总体来讲，直流输电系统,整流侧维持直流电流,逆变侧维持直流电压,决定,直流传输功率,整流侧：,?,直流电流控制,?,直流电压控制,?,角最小控制,调节,维持,I,d,恒定,计算,I,d,给定值,维持,P,d,恒定,?,直流功率控制,根据运行电压,只有当直流系统电压过电压才起作用,整流侧交流电压

2、,或逆变侧交流电压,，整流侧不能继续维持维,持,I,d,恒定，转入,角最小控制,，同时退出,直流电流控制,。一般,min,=5,只选一种，调节滤波器组数,改,变无功。强交流系统选无功功率控制,?,无功功率控制或慢速交流电压控制,?,换流变压器分接头控制,持阀侧空载电压恒定,调节交流电压,维持,在给定范围变化，或保,5,?,地电流平衡控制,双极运行时，调整两极,，保持地电流,1%,逆变侧：,?,角控制,一般维持,=18,?,直流电压控制,调整,维持,U,dn,恒定,?,直流电流控制,只有当整流侧转入,min,控制才自动转为该方式,?,快速交流电压控制,当限制交流系统过电压，当,U,AC, ,，换

3、流变分接头来,不及调节，调, ,吸收无功, ,U,AC,。同样对出现,U,AC, ,。,只选一种，调节滤波器组数,改,变无功。强交流系统选无功功率控制（与整流侧同）,防止逆变电流调节器在工作转换时产生不稳定,调节交流电压,维持,在给定范围变化，或保,?,无功功率控制或慢速交流电压控制,?,电流差值控制,持阀侧空载电压恒定,?,换流变压器分接头控制,6,正常情况下：,整流侧：,直流电流或直流功率,逆变侧：,角或直流电压,四种组合方式,+,（,Z,：,min,，,N,：,Id,）,即：,1.,2.,3.,4.,5.,Z,：直流电流,Z,：直流电流,Z,：直流功率,Z,：直流功率,Z,：,min,N

4、,：角,N,：直流电压,N,：角,N,：直流电压,N,：直流电流,其它方式大多是瞬时的，一旦回到稳态又恢复,7,到上述方式之一,4-2,直流输电控制特性,一、直流输电等值电路,L,d,无功,补偿,S,直流线路,L,n,无功,补偿,触发脉冲单元,I,d,触发脉冲单元,分接头,调节器,P,Q,分接头,调节器,换流器,1,（整流）,直流线路,P,换流器,2,（逆变）,Q,8,d,rz,s,R,d,rn,(,?,d,rn,),),?,c,o,s,?,I,n,d,0,s,d,o,c,U,U,d,?,U,dz,U,dn,(,z,0,d,?,U,s,c,o,n,0,d,U,整流器,线路,逆变器,直流输电等效

5、电路,I,?,U,d,0,z,cos,?,?,U,don,cos,?,d,d,rz,?,R,?,d,rn,I,?,U,d,0,z,cos,?,?,U,don,cos,?,d,d,rz,?,R,?,d,rn,P,dcz,?,I,dc,U,dcz,直流输电可调量,P,dcn,?,I,dc,U,dcn,导通角、分接头,L,d,n,无功,S,直流线路,L,无功,补偿,补偿,I,d,触发脉冲单元,触发脉冲单元,分接头,分接头,调节器,调节器,换流器,1,直流线路,换流器,2,（整流）,（逆变）,直流输电基本公式,U,dc,?,1,.,35,U,ac,cos,?,?,3,?,I,d,x,r,U,dc,?,

6、U,d,0,cos,?,?,I,d,d,r,U,dc,?,1,.,35,U,ac,cos,?,?,3,?,I,d,x,r,U,dc,?,U,d,0,cos,?,?,I,d,d,r,U,dc,?,1,.,35,U,ac,cos,?,?,3,?,I,d,x,r,U,dc,?,U,d,0,cos,?,?,I,d,d,r,9,U,d,0,z,c,o,s,?,二、定触发角控制,Z,：定,N,：定,U,d,I,d,U,d,?,U,dz,U,dn,整流器,线路,逆变器,直流输电等效电路,U,dcz,?,U,d,0,z,cos,?,?,I,d,?,d,rz,?,R,?,U,d,0,z,cos,?,U,d,0,

7、n,cos,?,U,dcn,?,U,d,0,n,cos,?,?,I,d,d,rn,U,d,0,z,cos,?,?,U,don,cos,?,I,d,?,d,rz,?,R,?,d,rn,B,N,A,2,1,1,0,I,dB,I,dN,I,dA,I,d,当整流器的交流电势变化，则系统的运行点将偏移到,A,或,B,。由于伏安特性,的斜率一般很小，交流电压并不会有太大的变动，这样就会引起直流电流,和直流功率很大的波动。同理，逆变侧交流电势的变动，也会发生类似的,结果。这种情况是不允许的。,直流输送功率大幅度波动，将引起交流系统的运行困难，直流电流的剧烈,变化，也会影响直流系统的安全运行，可能造成换流器过

8、载和逆变器的换,相失败等。,10,U,d,0,n,c,o,s,?,(,U,d,0,n,c,o,s,?,),d,rz,s,R,d,rn,(,?,d,rn,),Z,：定,N,：定,U,d,U,d,0,z,cos,?,U,d,0,n,cos,?,B,d,rz,?,R,?,d,rn,A,U,dcz,?,U,d,0,z,cos,?,?,I,d,?,d,rz,?,R,?,U,dcn,?,U,d,0,n,cos,?,?,I,d,d,rn,U,d,0,z,cos,?,?,U,don,cos,?,I,d,?,d,rz,?,R,?,d,rn,I,d,工作点漂移到,A,点：,I,dc,?,?,U,dcz,?,U,d

9、cn,?,?,0,?,I,dc,?,工作点漂移到,B,点：,I,dc,?,?,U,dcz,?,U,dcn,?,?,0,?,I,dc,?,故：这种运行工况是稳定的,同样存在电压小变化，直流电流大的变化，不利于直流输电稳定运行,U,d,U,d,0,n,cos,?,U,d,0,z,cos,?,B,d,rz,?,R,?,d,rn,A,当干扰使工作点漂移到,A,点：,I,dc,?,?,U,dcz,?,U,dcn,?,?,0,?,I,dc,?,当干扰使工作点漂移到,B,点：,I,dc,?,?,U,dcz,?,U,dcn,?,?,0,?,I,dc,?,I,d,故：这种运行工况不稳定,11,Z,：定,N,：定

10、,U,U,d,U,d,0,z,cos,?,U,dcz,?,U,d,0,z,cos,?,?,I,d,?,d,rz,?,R,?,B,U,dcn,A,U,dcn,?,Const,I,?,U,d,0,z,cos,?,?,U,dcn,d,d,rz,?,R,I,d,工作点漂移到,A,点：,I,dc,?,?,U,dcz,?,U,dcn,?,?,0,?,I,dc,?,工作点漂移到,B,点：,I,dc,?,?,U,dcz,?,U,dcn,?,?,0,?,I,dc,?,故：这种运行工况是稳定的,12,同样存在电压小变化，直流电流大的变化，不利于直流输电稳定运行,三、定电流控制,?,为了直流输电系统稳定运行，整流器

11、上都装有定电流调节,装置，自动地保持电流为定值；逆变器定,U,d,定电流,U,d,0,n,cos,?,A,I,d,U,U,d,0,z,cos,?,d,min,B,U,d,0,n,cos,?,A,定电流,I,d,U,U,d,d,0,z,cos,?,min,定电压,A,定,人工特性,定电流,定电流,?,I,d,0,I,d,13,低压限流控制,Voltage Dependent Current Order Limit (VDCL, VDCOL),U,d,?,min,I,B,B,A,?,I,d,0,?,E,0.1pu,F,0,天广,HVDC,正常控制模式,C,D,I,d,0,I,d,H,G,低压限流控

12、制是指在某些故障情况下，当发现直流电压低于某一定值,时，自动降低直流电流调节器的整定值，待直流电压恢复后，又自动恢复,整定值的功能，如图,CD,与,EF,段。它最初作为换流阀换相失败的一种保护,措施，后来在现代高压直流工程，特别是联系于弱交流系统的直流工程所,采用，以改善故障后直流系统的电压恢复特性。,14,低压限流控制的主要作用有：,?,避免逆变器长时间换相失败，保护换,流阀；,?,在交流系统出现干扰或干扰消失后使,系统保持稳定，有利于交流系统电压,恢复，改善交流系统的性能，保持换,流站的无功平衡；,?,在交流系统故障切除后，为直流输电,快速恢复创造条件，在交流电压恢复,期间，平稳的增大直流

13、电流来恢复直,流系统。因为如果直流系统功率恢复,太快，换流器需要吸收较大的无功功,率，影响交流电压的恢复。,15,直流系统的,最大过负荷能力,改进模式,最大电流限制变化,防电流间断,如果出于某种原因直流电压降至,UD HIGH,以下，电流指令的最大限幅,值开始下降。如果当前电流指令大于电流指令的最大限幅，则输出的电流指,令（,IORD LIM,）将降低。电流指令的降低可防止逆变端发生交流故障时的,电压不稳。,如果直流电压持续下降至低于,UD LOW,，电流指令的最高限幅则不再,下降，并保持在,IO LIM,。,16,直流电流给定值修改,原则是：,保证整流侧的,I,d,给定值,I,d0z,始终比

14、逆变侧的至少大,I,d0,整流侧修改,命令, ,I,d0z,I,d0n,（通信）,命令,I,d0n,I,d0z,（通信）,逆变侧修改,命令,I,d0z,I,d0n,（通信）,命令,I,d0n,I,d0z,（通信）,U,d,0,z,cos,?,min,定电压,A,定,人工特性,定电流,定电流,?,I,d,0,I,d,0,z,2,I,I,d,0,z,2,d,0,z,1,I,d,0,z,1,给定速率匀速变化,17,四、,换流器控制,1,3,5,1,、分相控制,（常规）,每相脉冲与其对应的同步信号同步,4,同步,信号,6,2,脉冲,形成,控制信号,-B,1,2,3,4,5,6,1,2,+C,-A,+A

15、,特点：,三相电压对称时，脉冲等间隔（,60,，,12,桥为,30,）,，但不,对称时，则不等间隔；或者谐波造成过零点畸变，也会造成不等间,隔,非特征谐波,交流电压进一步畸变,非特征谐波产生：,脉冲不对称；换流变、交流系统阻抗不对称；,AC,电流谐波；电压或相位不对称,谐波, ,交流电压波形畸变, ,脉冲不对称,谐波不稳定,（放大倍数足够大）,+B,-C,18,2,、等相位间隔触发,脉冲始终按,60,（,30,）等间隔触发,优点：即使三相电压不对称，采用等间隔触发引起的非特征,谐波也较小，不会有危害,同步信号,锁相环,等间隔脉冲,60,o,60,o,60,o,控制电压,触发脉冲,?,?,1,?

16、,?,2,19,4-3,一、定电流调节,?,I,d,0,I,d,0,直流输电的控制,u,k,?,?,?,K,P,K,b,cos,?,1,PID,调节器,余弦移相,u,k,K,?,脉冲触发,?,?,U,dc,?,1,.,35,U,ac,cos,?,?,3,余弦移相单元的作用：,?,I,d,x,r,U,dc,?,U,d,0,cos,?,?,I,d,d,r,消除整流器的非线性，使整个控制系统变成线性系统，从而有利于控制器参数设计,?,?,?,K,?,?,u,k,?,u,k,?,?,u,k,?,u,k,?,K,P,?,u,k,?,K,b,cos,u,k,?,?,移相单元,?,?,K,?,K,b,cos

17、,?,1,?,K,P,?,?,U,d,?,U,d,0,cos,K,?,K,b,cos,?,1,?,K,P,?,?,K,?,K,b,?,1,U,d,?,U,d,0,K,P,?,非线性关系,?,?,20,?,U,d,?,?,U,d,0,sin,?,K,?,K,P,?,?,K,?,K,?,?,U,d,0,sin,?,K,?,K,P,二、定调节原理,?,开环调节方式,由运行状态计算出,U,dn,?,U,d,0,n,cos,?,?,I,d,d,rn,U,dn,?,U,d,0,n,cos,?,?,I,d,d,rn,U,dn,?,U,d,0,n,cos,?,?,I,d,d,rn,U,dn,?,U,d,0,n

18、,cos,?,?,I,d,d,rn,I,d,d,rn,?,3,2,E,N,?,?,cos,?,?,cos,?,?,2,?,2,E,N,cos,180,?,?,?,2,E,N,cos,?,?,I,d,d,rn,?,0,3,?,o,?,只要测量,E,N,和,I,d,，即可根据,，计算出。改变,实现,定,控制,预测型控制,I,d,dI,d,?,I,d,?,K,dt,dI,d,?,0,?,?,?,dt,dI,d,?,0,不影响,dt,特点：,预测性控制，可以提前控制,不足之处：,当波形畸变后，计算误差大，,d,rn,在实际系统,21,运行方式或频率变化后会变化,?,闭环调节方式,根据实际系统测量,?,

19、u,k,?,?,?,?,?,?,?,?,K,?,?,?,?,?,0,K,1,且足够大，一次调节（过调节）就使,?,?,?,0,?,?,?,0,K,1,，平稳调节使,?,?,?,0,暂态情况,dI,d,dE,N,I,d,?,E,N,?,?,?,?,?,换相失败,引入,?,?,?,?,dt,dt,另外，在换流站一些操作,电压畸变,操作前瞬时加大,I,d,?,?,E,N,u,k,故障控制,角检测,?,调节器,死区,?,非线性,?,?,?,?,?,0,22,?,0,重叠角,整流侧,重叠角,逆变侧,23,三、定电压调节原理,K,P,u,k,U,?,d,?,PID,调节器,?,U,d,0,与定电流控制类似

20、，只是输入信号为直流电压。,可以维持直流线路末端电压恒定，也可以维持线路首端。,直流电压：测量、通信或近似计算,U,d,=,U,dn,+I,d,R,L,，只是线,路电阻随温度变化，难以准确知道,24,四、换流变分接头调节,整流侧换流变如果固定变比：,当交流电压和直流电压发生偏移或改变直流传输功率,变化很大,过大,消耗无功,，直流电压谐波,过小,缩小控制范围,正常值,15,o,通过分接头调整使,在一定范围变化，如：,12.5,o, 17.5,o,整流侧工作原理：,当,下限时,调,1,档分接头，,AC,电压,当,上限时,调,1,档分接头，,AC,电压,一般来讲，当,=,下限或上限时，调,1,档使,

21、= 15,o,左右。每一档交流电,压变化,1% 1.25%,，太大会引起频繁往复调节。,总的变化范围,15% 20%,。如果考虑降压运行，变化范围更大,25,主要调节方式：,（,1,）保持换流变阀侧空载电压恒定,分接头主要用于,AC,电压的波动，故分接头调节一般较少，所要求分接,头调节范围也较小。负载波动由,或,调整。分接头调节不频繁，延长寿命。,（,2,）保持控制角（,或,）在一定范围变化,分接头调整使,或,在一定范围变化,Q,；交直流谐波,直流系统性能好，但分接头调整频繁且调整范围要大。,我国基本采用第（,2,）种调节方式,逆变侧工作原理：,当,下限时,调,1,档分接头，,AC,电压,当,

22、上限时,调,1,档分接头，,AC,电压,一般来讲，当,=,下限或上限时，调,1,档使,= 17,o,左右。每一档交流电,压变化,1% 1.5%,，太大会引起频繁往复调节。,分接头调节速度：一般为,1,秒或几秒，避免与定,I,d,、定调节相干扰,26,天广,HVDC,分接头调节：,Z,：,=13,o, 17,o,，,13,o,下调，,返回,14.6,o,，,17,o,上调，,返回,15.4,o,N,：,=17.5,o, 21.5,o,，,17.5,o,下调，返回,18.9,o,，,21.5,o,上调，返回,19.1,o,天广分接头动作次数对比,极,I,（定）,极,II,（定电压）,2002-8-

23、3,67,35,2002-8-4,27,7,2002-8-5,67,25,2002-8-6,57,22,2002-8-7,60,19,2002-8-8,59,21,27,五、定功率控制原理,电力系统运行通常按输送功率规划，定,P,d,仍然是以定,I,d,为基础,P,要求：,d,0,计算,I,d,0,?,设置最大电流值，,1.0pu1.2pu,，防过载,测量,U,d,测量,I,d,设置最小电流值，,0.1pu0.2pu,，防电流间断,稳定电流控制,P,d,?,U,d,I,d,U,d,A,工作点,A,稳定,定,工作点,B,不稳定，低压大电流,B,定,P,d,I,d,28,六、起停控制,起停控制主要

24、包括直流输电系统从停运状态变到运行状态,以及输送功率从零增加给定值或从运行状态转变到停运状态的,控制功能。直流输电系统的起停包括正常起动、正常停运、故,障紧急停运和自动再起动等。,I,d,0,R,?,C,u,C,t,I,d,0,?,I,d,0,t,直流电流给定值指数（线性）变化,29,（）正常起动,直流输电系统的起动，采用逐渐升压的方式，以避免产生过电压。通,常用逐渐增大整流器电流调节器的电流整定值，使整流器的直流电流随,着增大的方法起动。,起动的过程主要步骤如下：,1.,两侧换流站换流变压器网侧断路器分别合闸，使换流变压器和换流阀,带电；,2.,两侧换流站分别进行直流侧开关设备操作，以实现直

25、流回路连接；,3.,两侧换流站分别投入适量的交流滤波器支路；,4.,起动逆变器，并使角等于最大上限值（上限值小于或等于,90,），,然后按,=90,触发整流器，同时便调节器的电流整定值按指数上升。,5.,通过电流调节器的作用，整流器的直流电流跟随上升。在逆变侧，当,直流电流大于不连续电流值后，起动装置便自动地逐步减小角。,6.,当直流电压电流都抵达额定值，调节器将,角调到,0,后，起动过程,便告结束。这种起动方式称为软起动。起动时间一般为,100ms,200ms,左右。,当起动开始阶段，直流电流很小时，由于电流不连续，会引起过电压，,因此应设法尽快越过电流间断区（一般在额定电流,10,以下）。

26、,30,（二）正常停运,可以采用与软起动相类的方法，使调节器电流整定值按指数规律下降。,其主要步骤如下：,1.,通过整流侧电流调节器，使直流电流跟随整定值逐步下降，直至允许,运行的最小值；在此过程中，逐步切除交流滤波器组，以满足无功平,衡的要求，逆变侧的电流调节器也跟着使,角加大，直到达到上限值。,2.,停送整流器的触发脉冲，或者采用快速停止的方法，它是将整流器的,触发相位快速地增加到,=,120150,，使其转入逆变运行状态，于,是平波电抗器和线路电感、电容中储存的能量就迅速回送到交流系统。,在逆变侧，电流调节器也迅速地的把,角增加到上限值，以加速直流,侧能量的施放，这样直流侧的电压和电流便

27、很快地下降到零；,3.,当直流电流等于零时，闭锁逆变器触发脉冲，并切除逆变侧余下的交,流滤波器组；,4.,两侧换流站分别进行直流侧开关设备操作，使直流线路与换流器断开；,5.,两侧换流站分别进行交流开关设备操作，跳开换流变压器网侧断路器。,上述起停操作，均由起停程序控制设备自动地进行。,31,（三）故障紧急停运,直流输电系统在运行中发生故障，保护装置动作后的停运称为故障紧,急停运。其操作的主要目的是：迅速消除故障点的直流电弧；跳开交,流断路器以与交流电源隔离。,故障紧急停运过程是：,迅速将整流器触发相位快速地增加到,=,120150,，使其转入逆变,运行状态，称之为快速移相。快速移相后，直流线

28、路两侧都处于逆变状态，,将直流系统所储存的能量迅速送回两侧交流系统。当直流电流下降到,0,后，,分别闭锁两侧换流器的触发脉冲，继而跳开两侧换流变压器网侧断路器，,达到紧急停运的目的。当多桥换流器中只有一个或部分换流桥发生故障必,须退出运行时，为使其它部分仍继续运行，可同国旁路阀和旁通开关，将,故障部分隔离而退出工作。,除由保护启动的紧急停运外，还可以手动起动紧急停运。通常，在换,流站主控制室内设有手动紧急停运按钮，当发生危及人身或设备安全的事,件时，可通过手动操作紧急停运按钮，实现紧急停运。,32,（四）自动再起动,自动再起动用于在直流架空线路瞬时故障时，迅速恢复送电的措施。,直流输电的自动再

29、起动过程为：,1.,当直流保护系统检测到直流线路接地故障时，迅速将整流器的触发角,快速移相到,120150,，使整流器转换为逆变器运行；,2.,在两侧换流站均为逆变状态运行时，直流系统储存的电磁能量迅速返,送到两端交流系统，直流电流在,20ms 40ms,内降到,0,。,3.,经过预先整定的,100,150ms,的弧道去游离时间后，按照一定的速度,自动减小整流器的触发角，使其恢复到整流运行，并迅速将直流电压,和电流升至故障前运行值（或预定值）。,4.,如果故障点绝缘未能及时恢复，在直流电压升到故障前运行值时仍可,再次发生故障，这时还可以进行第二次自动再起动。为了保证再起动,成功率，在第二次再起

30、动时，可适当加长整定的去游离时间，或减慢,电压上升速度；,5.,如果第二次再起动仍不成功，可以进行第三次，甚至第四次再起动。,若已达到预定的再起动次数，均未成功，可认为故障是连续性的，此,时就发出停运信号，使直流系统停运。,由于控制系统的快速作用，直流输电系统的自动再起动一般比交流系,统的自动重合闸时间要短，因而对两端交流系统的冲击也比较小。对于直,33,流电缆线路，由于其故障多半是连续性的，因而不宜采用自动再起动。,（五）旁通对在正常起停中的应用,由汞弧阀构成的换流器，除了六个主阀之外，大都装有第七阀,旁,通阀。正常运行时，旁通阀处于闭锁（不加触发）状态，因此不通电流，,不影响换流器的工作。

31、当换流器发生故障时，旁通阀才被触发导通，起保,护主阀的作用。逆弧（即阀发生反向导通）是汞弧阀经常发生的瞬时性故,障，需依靠旁通阀加以保护。旁通阀也可用于直流系统的起停操作。,M,1,3,5,7,4,6,2,I,d,旁,通,阀,旁通开关,A,B,C,N,隔离开关,由可控硅构成的换流器，不存在逆弧故障，可以用接在,交流端同一相的上下两阀同时触发导通来代替旁通阀，称为旁,通对。其中,阀,1,和,4,，,3,和,6,以及,2,和,5,三对均可选作,旁通对,。这,样就要省去价格昂贵的旁通阀。,34,u,a,投入旁通对,u,?,?,0,o,b,u,c,整流侧：,初始状态：,SCR1&SCR2,导通,投入,

32、SCR1 & SCR4,旁通对,有延时，主要等阀承受正向电压,i,5,i,6,i,1,i,2,1,i,4,3,5,4,6,2,u,c,-u,a,0,，,SCR4,开始导通，旁通对形成,?,本来是,SCR3,导通，但没给,SCR3,发触发脉冲，故不能导通，,SCR1,继续导通,?,尽管给,SCR4,发了触发脉冲，但这段时间,u,c,-u,a,0,，故导通不了,u,a,投入旁通对,u,b,u,c,逆变侧：,由于阀大部分时间承,受正向电压，投入旁通对,转移速度较快,1,3,5,i,1,i,6,i,3,i,2,i,6,4,6,2,SCR1 & SCR2,导通时,投入,SCR3 & SCR6,：,u,b

33、,-u,a,0,，,SCR3,立即导通；等,u,c,-u,b,0,，,SCR6,导通,旁通对解锁过程：,旁通对,正常,解锁后，令,=90,-,/2,或,=,90,-,/2,，平均电压为,0,但解锁后的第一个脉冲发出要注意，否则会引起相当大的冲击电流,?,正常起动时旁通对的应用,利用旁通对起动直流系统的程序如下：当发出起动指令时，首先将两,侧换流器的旁通对投入，直流线路便经两侧旁通对短路。接着整流器解锁，,进行软起动。这时逆变器旁通对仍将直流线路短路，有利于电流尽快越过,间断区。待电流越过间断区后解锁逆变侧，以后的过程和一般软起动方式,相同。,换流器为双桥串联接线时，起动时整流器的一个桥先解锁，

34、通过另一,桥的旁通对送出直流电流，然后第二个桥解锁。这样可以避免起动时第四,个触发的阀臂发生过电压，这种过电压在最恶劣的情况下可能达到,4,倍的额,定值。,?,正常停运时旁通对的应用,单桥六脉动直流系统的正常停止操作，开始时仍用上述的方法进行，,当电流减小到接近间断区时，始投入旁通对，使换流器越过间断区而停止,运行。,由多个桥串联组成的换流器，当其中一个桥需退出运行时，可将其旁,通对投入，其它仍可通过这个通对继续运行。若这个桥需要长期可合上它,的旁通开关代替旁通对，再用隔离开关将桥隔开。当这个桥再投入运行时，,按相反的次序操作。,37,七、潮流反转控制,直流输电的特点之一是能够方便、快速地实现

35、功率潮流的,反转输送。因此，它不但在正常运行时可以按照经济原则调节,输送功率的大小和方向，而且当某侧交流系统发生事故时，还,要以通过它从另一侧交流系统得到紧急的支援。,由于换流器只能单向导电，所以直流电流的方向是不能反,转的，只有使直流电压极性反转，才能实现功率倒送。这就要,把整流器触发相位延迟，变为逆变状态运行，把原来逆变器的,触发相位提前，变为整流状态运行。反转过程是自动进行的。,+,P,Q,0,-,I,d0,P,Q,潮流反转,I,d0,P,Q,P,Q,0,-,+,38,换流器,1,I,d,线路,换流器,2,U,d,定,?,0,U,d,1,2,A,定,?,0,1,2,I,d,定,?,0,移

36、相触发,触发角,限制,移相触发,I,d,I,d,选,择,电流调节器,电流调节器,选,择,触发角,限制,I,d,0,I,d,0,I,d,定,?,0,2,1,B,2,1,?,调节器,?,调节器,-,+,I,d,0,-,1,2,?,I,d,0,+,+,I,d,0,+,-,-,正送,反送,两侧换流器都装有电流调节器和定调节器，它们的调节特性都由定,0,、,定,I,d,0,和定,0,三段组成。设功换流器,1,运行于整流状态，换流器,2,运行于逆变,状态，运行点为,A,点，功率由,1,侧送向,2,侧。,当需要潮流反转时，可将电流裕度指令从,2,侧转送到,1,侧，因此,1,侧的电,流整定值减小到,I,d0,

37、-,I,d0,，,2,侧的电流整定值变为,I,d,0,，这时换流器,1,检测出,的电流大于新的整定值，电流调节器便不断地增大角，企图降低电流。同,时，换流器,2,检测出的电流小于新整定值，选择环节自动地将定调节转换,到定电流调节，后者不断地增大角，企图把电流维持在新的整定值，致使,90,o,，遂由逆变转入整流状态。同时,1,侧也调到,90,o,，由整流转入逆变,状态。这个过程一直进行到换流器,1,的,=,0,，选择环节把定电流调节改为,39,定,0,调节，最后稳定在新的运行点,B,，完成了潮流反转。,U,d,定,?,0,U,d,1,2,A,I,d,0,定,?,0,1,2,I,d,定,?,0,I

38、,d,0,I,d,定,?,0,2,1,B,2,1,正送,反送,潮流反转过程一般很快就能完成（约几百毫秒）。双方系,统均难以承受，且对于直流电缆线路，过快的电压极性反转会,损害它的绝缘性能，必要时可增加延时环节，减慢反转过程。,正常潮流反转：先将,P,dc,到系统能承受的功率或,0,，再快速反,转。有些换流站需要停止后才能反转。,40,八、控制系统的分层控制,双极控制和站控制,最高层,极控制,换流器控制,阀控,最底层,41,?,阀控,触发脉冲,?,电光,转换,光纤,监测信号,驱动板,电源,?,换流器控制,定,I,d,；定；定；,min,&,max,；分接头控制；无功功率；,SCR,触发闭锁,和解

39、锁控制等,换流器保护；,AC,、,DC,滤波器保护；换流变保护；母线保护；交直流电压电,流测量及报警等,?,极控制,控制和协调该极的运行,功率给定值设置；电流给定值计算，站间通信；过负荷监测；功率调制；,本极起停；故障恢复；本极直流线路保护；直流开关场设备保护及报警等,有时换流器控制和极控制合并,换流器,/,极控制,42,?,双极和站控制,协调两个换流站和两个极运行,双极功率给定值设置；极电流平衡；紧急功率控制；功率反转；双极故障,后恢复等,原则：双极功能尽可能,极控制，使极故障不影响两极运行,直流中性线；接地极保护；交流线路保护等,控制台；模拟屏；量测显示；信号报警；事故记录；顺序事件记录等,?,通信,控制用：电流给定值，功率给定值等,操作命令：起停；反转；金属大地回流；开关遥控；保护及连锁动作等,直流输电设置一个主控站，可以是整流侧也可以是逆变侧,主控站负责,HVDC,