高压直流输电_控制

直流控制功能
独立控制下，功率反向命令只会影响本站。因此， 两站都必须发出功率反向命令，且必须由运行人员 来完成两站间的协调。
直流控制功能
双极功率控制 ： 双极功率控制是 HVDC 双极运行时的基本控制 模式，任一极都可以设置为双极功率控制模式。 如果两个极都处于双极功率控制模式下，双极 功率控制功能为每个极分配相同的电流参考值， 以使接地极电流最小。 如果两个极的运行电压相等，则每个极的传输 功率是相等的。 如果一极处于降压运行状态而另外一极是全压 运行，则两个极的传输功率比和两个极的电压 比一致。
直流控制软件
极停： 正常停运（NOSOF）——直流系统退出到 RFO状态：首先移相至164度，约60ms后闭锁 整流侧；逆变侧在接收到整流侧的闭锁指示信 号后，发ALPHA_90命令。约200ms后投旁通 对，闭锁逆变侧 。任一侧闭锁时都向对侧发出 闭锁的指令。 紧急停运（ESOF）——直流系统退出到冷备 用状态：停运时整流侧同时发出三个指令，跳 换流变交流开关，闭锁对站和闭锁本侧；
直流控制功能
无功控制模式
无功控制投入 手动无功控制模式 自动无功控制模式 无功控制退出
直流控制功能
无功控制滤波器投切优先级（从高到低）
绝对最小滤波器：为了防止滤波设备过负荷所需 要投入的最小滤波器组数。在任何情况下必须满足。 最高/最低电压限制：监视交流母线的稳态电压， 避免稳态过电压引起的保护动作。 最大无功交换限制：根据当前运行状况，限制投 入滤波器组的数量，限制稳态过电压。 最小滤波器容量要求：为满足滤除谐波的需要需 投入的最小滤波器组。 无功交换控制/电压控制：控制换流站与交流系统 交换的无功量为设定参考值/控制换流站交流母线 电压为设定参考值
OVERLOAD LIMIT
IO from other station IO to other station
MI N
TCOM OK (joint)
IO Max
RECTIFIER
Update Inhibit Affect
CURRENT CONTROL
>1
CURRENT MARGIN REGULATOR
直流控制功能
无功控制辅助功能（可选择是否投入）
QPC功能：通过增大点火角/熄弧角来增大换流站 对无功的消耗，避免换流站与交流系统的无功交换 量超越限值。 Gamma kick功能：通过在投/切滤波器组的瞬时 增大/减小alpha/gamma角，使得电压瞬时变化率 减小。
直流控制功能
正常/反向功率方向控制
直流控制功能
电流/功率模式控制：
功率/电流模式控制系统的主要目的是在交流和直 流扰动下仍保持本极直流输送功率或直流电流恒定。 功率控制以运行人员或自动功率曲线整定的功 率参考值为目标 电流控制以运行人员整定的电流参考值为目标 在运行人员命令电流/功率控制转换时，控制系统 自动调整控制逻辑。 换流站运行在以下基本控制模式： 双极功率控制模式 单极功率控制模式 单极电流控制模式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
人机界面
人机控制界面 顺控流程
人机界面
交流场单线图
人机界面
直流场单线图
直流控制硬件
极控系统控制主机与I/O连接原理
直流控制硬件
I/O单元 本地 I/O 分布式 I/O 分布式控制子系统, 如换流变本体控制、水冷 控制等
直流控制硬件
模拟量测量I/O单元
直流控制硬件
开关量I/O单元
直流控制功能
极功率/电流控制功能概况图 ：
Pole Individual Power Control
OVERLOAD LIMITER
Low ambient
TeleCom
MA X MI N
POWER MODULATIONS
Short time ovl. Fast Stop Damping Control [ P] Frequency Stabilization Frequency Control Io Limitation Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5 Thyristor temp.
直流控制功能
极控系统包含控制功能模块 极功率控制/电流控制 PPC 过负荷限制 OLL 直流功率调制 MODS 换流器触发控制 CFC 控制脉冲发生单元 CPG 无功功率控制 RPC 开关顺序控制 SSQ
直流控制功能
模式顺序控制 MSQ 准备顺序控制 RSQ 电压角度参考值计算 VARC 换流变压器分接头控制 TCC 线路开路试验控制 OLT 站间通讯 TCOM
直流控制软件
紧急停运： 整流侧发生ESOF时，两站的保护闭锁时序为： 整流侧立即移相，20ms后如果电流低直接闭锁， 否则投旁通对。 逆变侧在接收到整流侧的闭锁指示信号后，发 ALPHA_90命令，约200ms后投旁通对。 逆变侧发生ESOF时，两站的保护闭锁时序为： 整流侧收到逆变站发来的闭锁信号后，立即移 相，60ms后触发本站Y_BLOCK，20ms后如 果电流低直接闭锁，否则投旁通对。 逆变侧立即移相，投旁通对，向对站发闭锁命 令，等待对站闭锁后本站再闭锁。
I d U d
直流控制功能
功率/电流控制PPC
基本控制策略 正常工况下，整流侧通过快速调节alpha角来保 持直流电流恒定；逆变侧为gamma角控制。 与快速控制相配合的换流变抽头的慢速控制策 略为，正常工况下，整流侧抽头控制alpha角为 152.5，逆变侧抽头控制Udi0为1(1.25%)pu。 当逆变侧控制电流时，逆变侧的抽头用于维持 熄弧角gamma为17 2.5 参考值。 控制系统中应有过电压限幅环节对过高的直流 电压进行限幅，避免直流设备承受过应力而损 坏。
直流输电原理
直流输电工作原理－功率正送
Vdr Vdo cos d I d
整流侧
Vdi Vdo cos d I d
逆变侧
注意：只有很小的电压差
直流输电原理
直流输电工作原理－功率反送
逆变侧
整流侧
注意：电流方向不改变
直流输电控制要求
直流输电和交流输电技术的显著不同在于输电过 程对控制保护系统的依赖性。
直流控制软件
极启动/停运控制
启动顺序： 闭合阀厅门，把阀厅门钥匙放入锁定位置； 打开阀厅地刀； 将极连接到直流线路和极中性线，连接绝对最 小直流滤波器； 确认‘RFE’（准备充电）的条件都得到满足； 给换流变和极充电；
直流控制软件
启动顺序（续）： 确认‘RFO’（准备运行）的条件都得到满足； 起动极，根据联合或者独立控制模式的不同， 起动过程会有所区别； 如果本站解锁（独立控制下）或者两站都解锁 （联合控制下），进入‚运行中‛状态； 如果处于OLT模式，此时换流器处于OLT解锁 状态。
MM I
Power/ Current Orders
PO / IO
Stepping Logic Function
+
IO
+
IO
IO Synch.
+ +
1
CFC
+
PO = Pole power order IO = Current order
sTI
IO BSC Inverter
UD_FILT UD CALC
直流控制功能
双极功率控制： 双极功率控制有手动模式和自动模式两种 手动模式，由运行人员输入双极功率参考值 自动模式，按指定的自动功率曲线运行
直流控制功能
低压限流(VDCL) ： 低压限流(Voltage Dependent Current Limit) 环节的任务是在直流电压降低时对直流电流指 令进行限制，它的主要作用在于： 交流网扰动后，提高交流系统电压稳定性 帮助直流系统在交直流故障后快速可控的恢复 避免连续的换相失败引起的阀应力。
直流输电控制系统结构
交直流站控系统，负责执行交/直流设备的投切、 起停、运行方式转换、状态监视、测量等功能， 主要包括：站控系统的主机、分布式现场总线和 分布式I/O等设备。
主要设备： 交流开关场监控 ACC 交流滤波器场监控 AFC 站用电监控 SPC 辅助系统监控 ASC 直流开关场监控 DFT（极区域）；BFT（双极 区域） 换流变监控 TMI TSI 水冷系统监控 VCT
直流输电控制系统结构
站控系统 整个换流站范围内的数据采集及信息处理、上 送运行人员控制系统； 全站范围内的开关、刀闸和地刀的操作控制； 顺序控制； 联锁； 同期； 站控系统内部及辅助系统的事件生成和上传至 运行人员控制系统； 在线谐波监视； 对辅助系统的监控（包括站用电系统的控制/监 视，以及对其它辅助系统的监视功能）等。
直流控制软件
顺序控制主要内容
极顺序控制：极顺序主要处理极一层的顺序操作， 主要包括模式转换，两站间的起停协调等 极连接/隔离 极起动/停运 功率/电流模式控制 正常/反向功率方向 正常/降低直流电压 连接/隔离直流滤波器 空载加压试验 极隔离并接地/极不接地
直流控制软件
阀厅钥匙联锁 阀厅接地刀闸顺序控制 准备充电顺序 充电/断电 准备运行顺序 闭锁顺序：处理极闭锁时的顺序操作以及保护性 的闭锁。 双极顺序：处理双极相关的顺序操作 控制极逻辑 主/从协调 大地/金属回线转换
直流输电控制系统结构
直流控制功能软件
PCS-9500直流控制保护系统控制程序分布
控制主机：程序负责全部直流控制逻辑 PCP、ACC、AFC、SPC、ASI 保护主机：程序负责全部直流保护逻辑 PPR 测控I/O板卡：程序负责简单信号处理 开关、刀闸控制接口板卡 模拟量测量板卡 开关量采集板卡 开关量输出板卡
主站运行人员可以起动功率输送方向的转换。在 联合和独立控制下都可以改变功率方向。 联合控制方式下，顺序操作过程如下： 主站发出新的功率方向的请求 主站运行人员输入新的功率定值和升降速率 顺序控制程序自动降低功率/电流到零。电 流降低到零后，确保两站的安全闭锁，等待 一定的放电时间，然后改变功率方向，再解 锁两站，提升功率/电流到指定值。
伊敏换流站
高压直流输电控制技术
2010.12
高压直流输电控制技术
直流输电原理 直流输电控制需求 直流输电控制系统结构介绍 直流输电控制硬件介绍 直流输电控制软件功能介绍 直流启停，功率爬升的控制器的工作
直流输电原理
换流器件
采用晶闸管元件（半控器件） 晶闸管导通条件：正向电压＋触发脉冲 晶闸管关断条件：电流过零＋零电压或负电压
直流输电是建立在阀导通和截止控制上的一种电 能传输方式。直流输电的控制系统运行从不间断， 这与交流系统二次部分只在运行状态改变或故障时 起作用是不同的。
高压控制保护系统是直流输电系统的‚大脑‛， 直接决定直流输电系统的性能。
直流输电控制要求
直流输电要求控制系统完成以下基本的控制功能：
直流输电系统的起停控制； 直流输送功率的大小和方向的控制； 抑制换流器不正常运行及对所联交流系统的干扰； 对换流站、直流线路的各种运行参数，如电压及 电流等以及控制系统本身的信息进行监视； 全换流站设备所有设备的监控功能。
直流控制功能
低压限流静态特性 ：
直流控制功能
低压限流的功能概况图 ：
TDOWN RECT TUP INV TUP
直流控制功能
无功控制 ： 无功功率控制是整个直流极控系统中一个必不 可少的重要功能，目的是控制与换流站相连的 交流系统性能（无功、谐波），其包括以下功 能： 根据换流站与交流系统的无功交换量决定投 /切滤波器组。 根据滤波器组的状态，对可投 / 切的滤波器 组进行优先级排序，决定投 / 切哪一类型的 滤波器组，以及该类型中的哪一组滤波器。
直流输电控制要求
控制位置要求：
远方调度中心、集控中心 换流站主控室 控制系统就地 设备就地
控制位置层次关系：
分层结构上越低的位置，其控制优先级越高
直流输电控制系统结构
PCS-9500换流站控制保护系统组成
与远方控制中心（如国调、网省调）的接口子系 统 运行人员控制系统 交直流站控系统 直流极控制系统 直流系统保护