直流输电讲稿

大家好，我今天讲一下云广特高压直流输电系统的控制系统分为以下三个部分首先是云广高压直流概述云南至广东土800kV直流输电工程是南方电网“十一五”西电东送的主要输电通道，直流额定输电电压土800千伏，额定输电容量500万千瓦，输电距离1438千米，送端换流站位于云南省楚雄州禄丰县，受端换流站位于广东省增城市。该工程于2006年12月开工建设，2009年12月单极投运，2010年6月双极竣工投产这是传统直流输电的接线示意图，它是双极大地回线，每极由一个十二脉动换流器组成这是云广特高压直流接线示意图这是在pscad中建立的仿真模型，和一般的高压直流输电相比，每极由两个十二脉动换流器组成，每个换流器增加了旁路断路器和隔离开关等，在一个换流器出现故障时，可以有效隔离，而不影响其余部分正常工作。云广工程控制系统比较复杂，采用分层控制，从上到下依次是站控层、极控层、阀组控制层。今天主要讲下极控层和阀控层。（站控层主要涉及到功率设置、功率反转、无功优化、电流平衡控制等，主要看了极控和阀组控制层）首先讲一下极控层，极层控制主要就是计算电压电流参考值，送到阀控层电压参考值选取主要分为正常和降压两种模式，正常是800KV，降压模式是0.7/0.8倍的电压，对于逆变侧还要减去线路的压降（降压模式主要是考虑绝缘）选取电流参考值时，考虑的因素比较多。云广工程可以选择定功率控制或定电流控制。在定电流控制模式下，电流参考值由工作人员直接选定。在定功率控制中，是由功率参考值除以阀组电压，得到一个电流参考值。云广直流工程还承担着交流系统的频率调节功能，在交流系统由于振荡，频率偏差超过土0.2HZ时投入运行。对于整流侧，当频率超过上限时，对应的调节器投入运行，增加正的功率调制量，当频率越过下限时，增加负的功率调制量，从而将频率限定在50±0.2Hz。用这个功率调制量除以阀组实际电压，得到对应的调制电流。在双极功率调制方式下，两极传输功率都等于传输功率参考值，但如果其中某一极处于电流控制模式或电流限值状态时，传输的功率不再等于功率参考值，为了维持传输功率不变，将功率差额送到另一极。用前面计算出的电流参考值减去人工设定的参考值，再乘以阀组电压，得到功率差额送到对极。另外一极接收到转移功率后，再除以它的阀组的实际电压，得到对应的电流量，再和用功率计算出的电流量和频率调制得到的电流量相加，得到新的电流参考值。对于直流输电工程，正常情况下整流侧定电流控制，逆变侧定电压或定Y角控制，但在交流系统发生故障等情况下，整流侧转为最小a角控制，逆变侧转为定电流控制。从图中可以看出，在正常情况下，为避免整流侧、逆变侧同时投入定电流控制，逆变侧电流参考值比整流侧小0.1。这就是电流裕度。当整流侧转为最小a角控制时，逆变侧转为定电流控制。由于电流裕度的存在，使得系统传输功率减少。为了尽量维持原来的传输功率，需要进行电流裕度补偿。当电流实际值与参考值差值超过0.02时，也就是整流侧失去定电流控制时，通过PI调节器产生电流补偿量，和电流参考值相加，送到逆变侧，经过限幅环节，得到新的电流参考值。极电流指令协调主要是为了维持整流侧和逆变侧的电流裕度。如果整流站的电流命令增加，则该增加的量将直接进入电流控制器，而不需要等待逆变站的电流命令回检信号。当整流站的电流命令减少时，则只有收到逆变站的电流命令回检信号后，才能开始降低。对于整流侧，电流参考值取本侧和对侧参考值的最大，逆变侧，取两者中的最小值，然后减去电流裕度得到电流参考值。低压限流环节是指当直流电压低于某一值时，直流电流也随之减小。这有利于系统的稳定：比如交流系统故障后，如果直流电流增加，换流器吸收无功也增加，这将进一步减小交流电压；反之，减小直流电流，换流器吸收无功减小，有利于交流电压的恢复。通过直流电压实际值与参考值的比值，进过低压限流环节得到电流参考值，与原来的电流参考值取最小值，得到电流参考值，再由极控层传至阀控层。电压平衡器主要是平衡两个换流器的电压。高低压换流器的电压差通过PI调节器得到平衡电流信号，分别输入到阀控层的电流调节器中阀控层主要是选择系统的控制方式，生成触发角电流参考值减去实际值，加上电压平衡器得到的调节电流，得到对应的电流控制误差云广直流的整流侧也配有电压控制器，但他主要是用来限值电压幅值。电压参考值加上一个裕度，再减去实际电压，得到对应的电压控制误差在正常情况下，云广逆变侧采用定电压控制。用实际值减去电压参考值得到电压控制误差。下面这部分是电流误差控制，当电流控制器的输入误差大于-6%后，逆变侧的电压参考值会减去一个与电流控制误差成比例的调制量。这个环节主要是使得逆变侧由定电压控制向定电流控制转换过程平滑（减小了电压，增加电流，使电流裕度补偿更加平滑）。正常情况下，云广逆变侧运行在定电压控制，但防止交流电压过低等情况下，熄弧角过小，发生换相失败，此时应采用定熄弧角控制。用熄弧角参考值（一般17度）减去测量值，得到熄弧角控制误差。为了使控制方式转换过程平滑，各个控制变量共用一个PI控制器。其中整流侧选取控制误差的最小值，逆变侧选取最大值（选择不同控制