浅析直流输电控制保护系统
摘要：直流输电是电力系统近年来迅速发展的一项新技术，直流输电克服了电
感损耗，只有导线电阻损耗，主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远
距离海底电缆、大城市地下电缆送电、配电网络轻型直流输电等方面。直流输电
与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不
断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。
关键词：电力系统；直流输出；保护层面；控制保护
一、直流输电概况
（一）直流输电系统概念
直流输电系统由直流线路、逆变站、整流站、交流侧电力滤波器、直流侧电
力滤波器、换流变压器、无功补偿装置、直流电抗器以及保护、控制装置等构成，通常是两端直流输电系统，其中整流站和逆变站属于换流站，通过整流站和逆变
站能够实现交流电力和直流电力的转换，换流站是直流输电系统比较重要的组成
部分。首先由交流系统的送电端将交流功率通过换流变压器送到整流器，完成交
流功率到直流功率的转化，然后将直流功率通过线路传输到逆变器，逆变器又会
将直流功率转化为交流功率，最终传输到交流电力系统的受电端。
（二）换流站的换流技术
整流站和逆变站都属于换流站，他们的核心元件都是换流器，通常由一个或
者是多个基本换流单元组成的，多采取串联模式，其中电路一般应用三相换流桥，较为常用的材料为可控硅阀，即常说的晶闸阀。当换流器进行工作的时候，控制
桥阀能够触发控制调节装置，改变了触发相位，从而达到直流输送功率、流经电
阻的直流电流、直流电压的瞬时值等的调整。与此同时，同样的触发脉冲能够控
制所有桥阀的每一个可控硅元件，在三相电源的波为对称正弦波的时候，线电压
从负到正，经过零点时脉冲会触发桥阀，使得阀两端的电压均变为正电压，完成
阀开通的动作。六个脉冲发生器能够各自独立的完成对位于单桥换流器中六个桥
阀的触发，使得交流正弦波刚好能够经过第一个周期，在线电压行进到下一个零
点的时候，交流弦电源开始触发第二个周期，但是在工程上所应用的多为十二脉
的双桥换流器，因为十二脉双桥换流器能够产生更小脉波的直流输电电压。
二、直流输电控制保护层
直流输电系统的控制根据层级的不同可以分为三个层面，即现场控制层、过
程控制层、运行人员控制层。
（一）现场控制层
现场控制层使得交直流主设备能够在就地进行控制，通过硬线将交直流主设
备与较近距离的设备接口进行连接，通过现场总线将交直流主设备与较远距离的
设备接口进行连接。通过分布式的I/O控制单元实现现场控制，包括高压装置的
联锁、输出控制命令、控制命令的监控、SER事件的产生、自诊断、二进制模拟
量的预处理等功能。通过现场控制层面能够实现控制系统的分层式、分布式，来
自调度中心的控制命令经由高速LAN和现场总线进行传达，监控系统的实时数据
在逐层反馈，保证主系统、从系统的循环数据传输过程。
（二）过程控制层
过程控制层包括交流/直流站控制系统和极控系统，是直流输电控制系统的核
心组成。交流/直流站控制系统的任务是顺序控制交流场和换流站直流系统，为了
龙泉换流站控制系统与直流保护介绍 一、高压直流输电系统的基本介绍 1、高压直流输电工程的组成部分：交流开关场、换流变、换流阀、直流开关场及直流输电 线路。 2、特点 适合大功率、远距离输电；输电线路相对于交流输电线路要经济的多；为全国大范围联网提供了便利的条件；填补了我国直流输电技术的空白。直流设备对环境的要求较高；我国在直流输电方面起步较晚，主要依靠国外技术支持，因此现阶段直流输电设备较昂贵。 3、前景 随着我国充分利用丰富的水利资源，大力发展水电建设，直流输电将发挥其重大的经济及社会效益。 二、控制与保护系统设备介绍（按位置及控制区域） 1、盘柜介绍： PCP pole control and protection BCP bipole control and protection ACP ac control and protection AFP ac filter control and protection DFT dc field termination BFT bipole field termination AFT ac field termination ASI Auxiliary system interface TFT Transformer Field Termination ATI auto transformer interface CP control pulse CRC cyclic redundancy check DCOCT dc optical current transducer DPM digital signal processor GWS gate workstation OWS operator workstation EWS ENGINERRING WORKSTA TION ERCS electronic reactive control system FP fire pulse I/O input/output LAN local area network CAN Control Area Network TDM Time Division Multiplex LFL line fault recorder MACH2 Modular Advanced Control HVDC(High V oltage Direct Current) and SVC(Static Reactive Power Compensation) 2nd edition DOCT digital optical current transducer OIB optical interface board
控制系统的网络安全防护方案 ——C点工作室 数据采集与监控（SCADA）、分布式控制系统（DCS）、过程控制系统（PCS）、可编程逻辑控制器（PLC）等工业控制系统广泛运用于工业、能源、交通、水利及市政等领域，用于控制生产设备的运行。一旦工业控制系统信息安全出现漏洞，将对工业生产运行和国家经济安全造成重大隐患。随着计算机和网络技术的发展，特别是信息化与工业化深度融合，工业控制系统产品越来越多地采用通用协议、通用硬件和通用软件，以各种方式与MIS网络、因特网等公共网络连接，造成病毒、木马等威胁向工业控制系统扩散，工业控制系统安全问题日益突出。2010年发生的“震网”病毒时间，充分反映出工业控制系统信息安全面临严峻的形势。工业控制系统信息安全防护是一个刻不容缓的课题，我们要从技术层面和管理层面着手，建设工业控制系统网络安全。 1、安全隐患分析 1.1 安全漏洞 由DCS、PLC和SCADA等控制系统构成的控制网络，在过去几十年的发展中呈现出整体开放的趋势。在新一代DCS的操作站中，几乎清一色采用PC+Windows 的技术架构，同时，DCS网络技术也呈现出开放的特征。网络技术开放性体现在DCS可以从多个层面与第三方系统互联，同时支持多种网络协议。目前在与企业管理层信息平台互联时，大多采用基于TCP(UDP)/IP协议的以太网通信技术，使用OPC等开放接口标准。开放性为用户带来的好处毋庸置疑，但由此引发的各种安全漏洞与传统的封闭系统相比却大大增加。对于一个控制网络系统，产生安全漏洞的因素是多方面的。 1)网络通信协议安全漏洞 ?缺乏对用户身份的鉴别 ?缺乏对路由协议的鉴别认证
《直流输电原理》题库 一、填空题 1.直流输电工程的系统可分为两端（或端对端）直流输电系统和多端直流输电系统两大类。 2.两端直流输电系统的构成主要有整流站、逆变站和直流输电线路三部分。 3.两端直流输电系统可分为单极系统、双极系统和背靠背直流输电系统三种类型。 4.单极系统的接线方式有单极大地回线方式和单极金属回线方式两种。 5.双极系统的接线方式可分为双极两端中性点接地接线方式、双极一端中性点接地接线方 式和双极金属中线接线方式三种类型。 6.背靠背直流系统是输电线路长度为零的两端直流输电系统。 7.直流输电不存在交流输电的稳定性问题，有利于远距离大容量送电。 8.目前工程上所采用的基本换流单元有6脉动换流单元和12脉动换流单元两种。 9.12脉动换流器由两个交流侧电压相位差30°的6脉动换流器所组成。 10.6脉动换流器在交流侧和直流侧分别产生6K±1次和6K次特征谐波。12脉动换流器在 交流侧和直流侧分别产生12K±1次和12K次特征谐波。 11.为了得到换流变压器阀侧绕组的电压相位差30°，其阀侧绕组的接线方式必须一个为 星形接线，另一个为三角形接线。 12.中国第一项直流输电工程是舟山直流输电工程。 13.整流器α角可能的工作范围是0＜α＜90°，α角的最小值为5°。 14.α＜90°时,直流输出电压为正值,换流器工作在整流工况; α=90°时, 直流输出电为 零,称为零功率工况; α＞90°时,直流输出电压为负值,换流器则工作在逆变工况。15.直流输电控制系统的六个等级是:换流阀控制级、单独控制级、换流器控制级、极控制 级、双极控制级和系统控制级。 16.换流器触发相位控制有等触发角控制和等相位间隔控制两种控制方式。 17.直流输电的换流器是采用一个或多个三相桥式换流电路（也称6脉动换流器）串联构 成。其中，6脉动换流器的直流电压，在一个工频周期内有6段正弦波电压，每段60°。
柔性直流输电系统的改进型相对控制策略 摘要：电压源换流器(VSC)中交流滤波器可滤除交流网络侧谐波，交流侧换流电 抗器或换流变压器有助于交流网络和VSC的能量交换，直流侧电容器可减小换流 桥切换时的冲击电流，同时也可滤除直流网络侧谐波。 关键词：柔性直流输电；控制策略；应用 前言 在柔性直流输电系统(VSC－HVDC)中电压源换流器采用全控型可关断器件，可实现对交流无源网络供电，同时对有功功率、无功功率进行控制。笔者采用外环 电压控制和内环电流控制，外环电压控制中送端VSC系统采用相对控制策略，通 过分别控制输出电压相对发电机端电压的相位角和幅值，进而控制其与送端系统 交换的有功功率和无功功率。受端VSC系统采用定交流电压和定直流电压控制方法，通过调制比和移相角信号产生器件的驱动脉冲，内环控制采用空间矢量控制 策略，PI控制器实现对d、q轴电流的解耦控制，运用PSCAD/EMTDC暂态仿真软 件建立相应的内外环控制模型，验证所设计控制方案的有效性和可靠性。 1柔性直流输电技术的概述 1.1柔性直流输电技术概念 柔性直流输电技术是由加拿大的科学家开发出来的。这是一种由电压源换流器、自关断器和脉宽调制器所共同构成的直流输电技术。作为一种新型的输电技术，该技术不仅可以向无源网络进行供电，还不会在供电的过程中出现换相失败 的现象。在实际使用的过程中，换相站之间不会直接依赖于多端直流系统进行运作。柔性直流输电技术属于一类新型的直流输电技术。虽然在结构上和高压输电 技术相类似。但是整体结构仍然是由换流站和直流输电线路构成的。 1.2柔性直流输电的特点 柔性直流输电是由高压直流输电改造而来的。应该说在技术性和经济性方面 都有很大的改善。具体来说，柔性直流输电技术内部的特点可以表现为如下几个 方面： （1）在运用柔性直流输电技术的过程中，如果能够有效地采用模块化设计的技术，其生产和安装调试的周期都会最大限度地缩短。与换流站有关的设备都能 够在安装和使用的过程中完成各项试验。 （2）柔性直流输电技术内部的VSC换流器是以无源逆变的方式存在的。在使用的过程中可以向容量较小的系统或者不含旋转机电的系统内部进行供电。 （3）柔性直流输电技术在使用的过程中都伴随有有功潮流和无功潮流 （4）整个柔性直流输电系统可以有效地实现自动调节。换流器不需要经常实现通信联络。这也就在很大程度上减少了投资、运行和维护的费用。 （5）整个柔性直流输电技术内部的VSC换流器可以有效地减弱产生的谐波，并减少大家对功率的要求。一般情况下，只需要在交流母线上先安装一组高质量 的滤波器，就可以有效地满足谐波的要求。目前，多数无功补偿装置内部的容量 也不断地减少。即便不装换流变压器，内部的开关也可以更好地被简化。 2柔性直流输电技术的战略意义 目前，柔性直流输电技术在智能电网中一直都发挥着重要的作用。一般来说，柔性直流输电技术可以有效地助力于城市电网的增容改造和交流系统内的互联措施。目前，多数柔性直流输电技术也在大规模风电场建设的过程中发挥出了较好 的技术优势。如果大面积地选择柔性直流输电技术，将会在很大程度上改变电网
工业控制系统信息安全防护技术
目 录 0102 03工控事件攻击技术概述工控系统安全技术工控系统防护体系思考04 结束语 信息化和软件服务业司
HAVEX病毒 ?2014年，安全研究人员发现了一种类似震网病毒的恶意软件，并将其命名为：Havex，这种恶意软件已被用在很多针对国家基础设施的网络攻击中。 ?就像著名的Stuxnet蠕虫病毒，Havex也是被编写来感染SCADA和工控系统中使用的工业控制软件，这种恶意软件在有效传播之后完全有能力实现禁用水电大坝、使核电站过载、甚至有能力关闭一个地区和国家的电网。
篡改供应商网站，在下载软件升级包中包含恶意间谍软件 被攻击用户下被载篡改的升级包 恶意间谍代码自动安装到OPC客户端 OPC服务器回应数据信息黑客采集获取的数据 恶意间谍代码通过OPC协议发出非法数据采集指令 1 24将信息加密并传输到C&C （命令与控制）网站 3 5 7 6 通过社会工程向工程人员发送包含恶意间谍代码的钓鱼邮件 1 供应商官方网站 工控网络 OPC客户端OPC客户端 OPC服务器 OPC服务器 生产线 PLC PLC HAVEX病毒攻击路径概述
Havex 传播途径 在被入侵厂商的主站上，向用户提供包含恶意代码的升级软件包 利用系统漏洞，直接将恶意代码植入包含恶意代码的钓鱼邮件 l有三个厂商的主站被这种方式被攻入，在网站上提供的软件安装包中包含了Havex。这三家公司都是开发面向工业的设备和软件，这些公司的总部分别位于德国、瑞士和比利时。 l其中两个供应商为ICS系统提供远程管理软件，第三个供应商为开发高精密工业摄像机及相关软件。
浅析直流输电控制保护系统 摘要：直流输电是电力系统近年来迅速发展的一项新技术，直流输电克服了电 感损耗，只有导线电阻损耗，主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远 距离海底电缆、大城市地下电缆送电、配电网络轻型直流输电等方面。直流输电 与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不 断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。 关键词：电力系统；直流输出；保护层面；控制保护 一、直流输电概况 （一）直流输电系统概念 直流输电系统由直流线路、逆变站、整流站、交流侧电力滤波器、直流侧电 力滤波器、换流变压器、无功补偿装置、直流电抗器以及保护、控制装置等构成，通常是两端直流输电系统，其中整流站和逆变站属于换流站，通过整流站和逆变 站能够实现交流电力和直流电力的转换，换流站是直流输电系统比较重要的组成 部分。首先由交流系统的送电端将交流功率通过换流变压器送到整流器，完成交 流功率到直流功率的转化，然后将直流功率通过线路传输到逆变器，逆变器又会 将直流功率转化为交流功率，最终传输到交流电力系统的受电端。 （二）换流站的换流技术 整流站和逆变站都属于换流站，他们的核心元件都是换流器，通常由一个或 者是多个基本换流单元组成的，多采取串联模式，其中电路一般应用三相换流桥，较为常用的材料为可控硅阀，即常说的晶闸阀。当换流器进行工作的时候，控制 桥阀能够触发控制调节装置，改变了触发相位，从而达到直流输送功率、流经电 阻的直流电流、直流电压的瞬时值等的调整。与此同时，同样的触发脉冲能够控 制所有桥阀的每一个可控硅元件，在三相电源的波为对称正弦波的时候，线电压 从负到正，经过零点时脉冲会触发桥阀，使得阀两端的电压均变为正电压，完成 阀开通的动作。六个脉冲发生器能够各自独立的完成对位于单桥换流器中六个桥 阀的触发，使得交流正弦波刚好能够经过第一个周期，在线电压行进到下一个零 点的时候，交流弦电源开始触发第二个周期，但是在工程上所应用的多为十二脉 的双桥换流器，因为十二脉双桥换流器能够产生更小脉波的直流输电电压。 二、直流输电控制保护层 直流输电系统的控制根据层级的不同可以分为三个层面，即现场控制层、过 程控制层、运行人员控制层。 （一）现场控制层 现场控制层使得交直流主设备能够在就地进行控制，通过硬线将交直流主设 备与较近距离的设备接口进行连接，通过现场总线将交直流主设备与较远距离的 设备接口进行连接。通过分布式的I/O控制单元实现现场控制，包括高压装置的 联锁、输出控制命令、控制命令的监控、SER事件的产生、自诊断、二进制模拟 量的预处理等功能。通过现场控制层面能够实现控制系统的分层式、分布式，来 自调度中心的控制命令经由高速LAN和现场总线进行传达，监控系统的实时数据 在逐层反馈，保证主系统、从系统的循环数据传输过程。 （二）过程控制层 过程控制层包括交流/直流站控制系统和极控系统，是直流输电控制系统的核 心组成。交流/直流站控制系统的任务是顺序控制交流场和换流站直流系统，为了
DCS系统安全防护规定 （试行） 为了保证甲醇分公司DCS系统的安全稳定运行，特制定本规定。 1、综述： 分散控制系统DCS( distributed control system的简称)是以微处理器及微型机为基础，融算机技术、数据通信技术、CRT 屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统。它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。 DCS系统已成为控制的中枢神经系统，是装置的大脑，装置中各设备的运行状态，设备参数的监视和控制都要通过DCS系统来实现的。正因为DCS系统在生产中举足轻重的作用，它的安全稳定运行就关系着生产的安全稳定。 DCS是由控制器、I/O模件、操作站、通讯网络、图形及遍程软件、历史站等组成。 2、DCS系统的工作环境 温湿度环境要求 环境条件是保证DCS系统能够长期正常运转的前提，严格控制机柜间和中控室的环境条件，做好消防、、通风及照明等工作。尤其是通风和空调，中央空调时出风口的不能正对机柜或DCS其
他电子设备，以免冷凝水渗透到设备内造成危害。DCS系统所在的房间的温度、湿度及洁净度要求一般是： 温度要求：夏季23±2℃，冬季20±2℃，温度变化率小于5℃／ｈ。 相对湿度：45%～60％。 洁净度要求：尘埃粒度≥μ，平均尘埃浓度≤3500粒／升。 机柜间和中控室内应有监视室内温度和湿度的仪表，以便时时监控DCS系统的工作环境。 接地要求 DCS接地系统设计关系到系统的安全性、抗干扰能力的强弱及通讯系统畅通。 2.2.1 DCS工作接地必须有单独的接地系统，接地点要与避雷接地点距离大于４米，与其它设备接地点距离大于3米。 2.2.2 DCS接地电阻要求不同，在接地连线后需要实测工作接地电阻和安全接地电阻等符合技术要求的数据。 2.2.3进DCS系统的屏蔽线接地应属于DCS系统的工作接地，不能接入保护接地中，另外屏蔽线接地只能在一点接地。 2.2.4基准接地（信号零电平）就是信号回路接地，也包括在DCS的工作接地中，其目的是抑制干扰，提供电位参考点，接地原则是单点接地。
柔性直流输电技术在输电领域的应用分析 华北电力大学，李欣蔚 摘要：柔性直流输电作为新一代直流输电技术，在世界范围内已经得到广泛发展和应用，并逐渐走向成熟。为了更进一步了解柔性直流输电技术，并且为其发展做出突破性的贡献，本文对柔性直流输电技术在输电领域的应用进行了概括性分析。通过对目前柔性直流输电技术在输电领域的应用状况，进行较为详细的分析，找到该技术存在的可能的突破点，使其更有利于电力系统的发展。本文首先简要介绍了柔性直流输电的基本原理及其特点，具体说明了对于柔性直流输电技术可独立控制有功无功功率、谐波含量少等不同优点，在输电领域的各种应用情况，分别为连接小规模发电厂到电网、替代传统直流的大规模送电和交直流联网、异步联网、优化电能质量和向远方孤立负荷供电。介绍了国内外柔性直流输电工程在输电领域的成功案例，如丹麦Tjaereborg发电工程和上海南汇柔性直流输电示范工程，分析这些工程在输电领域做出的突破性贡献。最后总结概括分析了我国的柔性直流输电技术在输电领域可能的发展方面，说明了以柔性直流输电为主的智能输电网络的可能性。所以，目前柔性直流输电工程在中国的发展方向可以包括，建立广域的智能输电网络和长距离架空线输电两大方面。 关键词：柔性直流输电可再生能源异步联网优化电能质量智能输电网络
1引言 当前，新型的、清洁的、可再生的能源发电已成为电力系统未来的发展方向，国家将大力推进利用风能、太阳能等方式进行发电，但由于其主要特点之一是分散化与小型化，地理条件与发电规模的制约使得传统的交流输电技术不能很好地解决与电网连接经济性的问题。同时，对于采用柴油发电机供电的钻探平台、岛屿、矿区等远距离负荷，应用交流输电技术供电也同样存在经济性差、环保压力大的问题。随着用电负荷的不断增加要求电网规模与传输容量保持持续发展，然而增加输电走廊面临经济与环保的限制，这种问题在城市的负荷中心更加突出[1]。为此，柔性直流输电技术可以说是一种较为经济、灵活、高质量的输电方式用以解决以上问题。另外，因为电压源换流器产生的谐波含量小，不必专门配置滤波器，可以大大节省占地面积，相比于高压直流输电技术，柔性直流输电在城市、海岛、海上平台中的使用具有很大优势。 柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、大规模风电场并网、城市配电网的增容改造、交流系统互联等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。随着电力电子技术的进步，柔性直流作为新一代直流输电技术，为输电方式变革和构建未来电网提供了崭新的解决方案[2]。 近几十年来国外大力发展了柔性直流输电技术，并应用于实际工程。我国关于柔性直流输电技术的研究也迎头赶上，并成功建设了几大柔性直流输电工程。 本文简要介绍柔性直流输电技术的现状，具体分析其在输电领域应用的情况，最后总结分析了未来国内外柔性直流输电工程在输电应用领域可能的发展趋势和前景。 2柔性直流输电技术概述 （1）柔性直流输电原理 典型的基于绝缘栅双极半导体管（IGBT）2电平VSC的柔性直流单相示意图见图1。柔性直流输电与传统直流输电的基本不同点是：它采用具有关断能力的可关断器件（如IGBT）组成的电压源换流器（VSC）进行换流，而传统直流输电则是采用无关断能力的低频晶闸管所组成的电网换相换流器（PCC）来进行换流[3]。 图1柔性直流输电基本原理图 早期的柔性直流输电都是采用两电平或三电平换流器技术，一般采用在直流侧中性点接地的方式，但是一直存在谐波含量高、开关损耗大等缺陷[4]。近年来，对于模块化多电平柔性直流输电技术的研究与发展越来越多，应用该技术的系统一般采用交流侧接地的方式；该技术提升了柔性直流输电工程的运行效益，极大地促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。目前，已投运的柔性直流输电的VSC基本采用脉宽调制（PWM）技术，可以几乎独立瞬时地改变交流输出电压的相位与幅值，从而实现有功与无功的独立瞬时调节。
直流输电工程控制系统与阀控接口分析及优化措施研究 摘要换流阀与控制保护设备接口技术的应用，使得不同技术路线的控制保护技术与不同技术路线的换流阀之间实现了连接。本文首先对目前直流输电工程中应用的不同技术路线阀控接口进行了全面比较分析，总结出存在的差异，并根据实际运维经验指出存在的问题和隐患，提出了针对性改进意见，为设备功能完善和优化设备选型奠定了良好的基础。 关键词控制保护设备；阀控；接口 前言 高压直流系统传输容量的快速增长使得换流阀技术和控制保护技术得到了飞速的改进和提高，而换流阀与控制保护接口技术的应用，使得不同技术路线控制保护技术与不同技术路线的换流阀之间实现了连接，并在特高压直流输电工程中得到了应用。控制保护系统与阀控之间的接口，主要用于接收控制保护系统下发的控制命令，产生点火脉冲触发换流阀以及监视换流阀中晶闸管的状态信息。控制保护系统与阀控系统之间信号的有效、可靠传递是直流工程高效稳定的保证，因此，有必要对直流控制保护系统与阀控接口进行研究，优化二次回路设计，使直流控制保护系统的性能得到最有效的发挥，为技术方案的制定与设备选型提供技术支持。 1 阀控系统运行状况分析 目前直流输电控制系统一般分为5个层级，从高层次至低层次等级分别为：系统控制级、双极控制级、极控制级、换流器控制级和换流阀控制级。从目前在运的直流系统来看，一般将前4个层级置于直流控制保护系统（以下简称“极控”）中，其可靠运行对提高整个直流输电系统的可用率具有重要作用。而换流阀控制级设有单独的阀控系统（以下简称“阀控”），主要包括阀基电子设备、门级单元以及阀冷却泄露监视器等，负责将极控发出的控制脉冲通过光纤发送至晶闸管，同时负责接收来自晶闸管的监控信号，将其代表的晶闸管状态传递给极控，监视换流阀运行。换流站正常运行时，换流阀每一次触发均需要极控与阀基电子设备之间配合正确，才能保证系统正常工作，否则必然导致阀报警或跳闸，从而导致阀组停运乃至直流闭锁，对系统造成巨大的冲击，威胁到整个电力系统的稳定。 由于各阀和控保厂家采用不同技术路线，使得各厂家阀控与极控间的接口信号不尽相同。目前国内的主流直流控制保护系统有2种技术路线：第一种基于ABB技术路线，主要厂家有ABB和南瑞继保；第二种基于Siemens技术路线，主要厂家有西门子和许继。而换流阀技术路线多达4种，阀控与极控的接口更是多种多样，均已应用于特高压直流输电工程。极控与阀控之间接口的好坏，直接决定了直流输电系统运行的稳定性。因此针对目前形势各样的接口设计，有必要进行分析比较[1]。
多端电压源型直流输电系统的控制策略 阮思烨1,李国杰2,孙元章2 (1.国网运行有限公司,北京市100005;2.清华大学电机系电力系统国家重点实验室,北京市100084) 摘要:以提高多端电压源型直流输电系统的运行可靠性为目的,提出了基于直流电压—有功功率调节特性的多端直流输电系统控制策略。在系统负荷发生突变或任一换流站故障退出后,所有具备功率调节能力的换流站根据给定的调制方式在一定程度上分担系统功率的缺额,这样既维持了系统内的功率平衡,又避免了单个换流站承担功率过大的情况。最后通过数字仿真验证了所提出的控制策略设计的正确性和可行性。 关键词:多端电压源型直流输电系统;直流电压—有功功率调节特性;电压源换流器;控制策略中图分类号:TM761;TM721.1 收稿日期:2008212213;修回日期:2009202224。国家自然科学基金资助项目(50823001)。 0 引言 到目前为止建成的电压源换流器(VSC )型直流输电系统[122]都是两端直流系统,即只有一个整流站和一个逆变站。与基于电流源换流器的传统直流输电[3]不同,电压源型直流输电可以给无源系统直接供电,潮流反转时电流方向反转,电压极性不变[426]。因此,它适合于构成具备较高可靠性的并联多端直流系统,便于对潮流的控制。其应用场合包括[4]:从能源基地输送电力到远方的几个负荷中心、为大城市和工业中心供电、连接分布式发电系统等。 与双端直流系统相比,多端直流输电系统的各个换流站之间功率可以相互协调,因此,运行更加灵活、可靠,但是控制也相对复杂。近年来,国内外许多学者针对多端VSC 直流系统已经展开了广泛的研究。文献[7]提出了基于单端直流电压调节的多端直流控制策略,它指定一个换流站作为主导换流站,该换流站起到系统内功率平衡和直流电压稳定的作用。其不足之处在于没有考虑换流站故障尤其是主导换流站故障退出时的情况。文献[8]设计了换流站紧急退出情况下的控制策略,但该设计仅仅是为了防止换流站直流侧过电压,没有进行各换流站间的功率协调设计。文献[9]给出了基于功率模式与直流电压模式之间自动转换的控制方式,其原理如下:正常情况下指定一个换流站作为主导站,作为功率平衡节点;一旦主导站退出工作,将由另一个换流站充当主导站的作用,其余的换流站仍然保持定有功功率输出。该控制方式在一定程度上弥补了 文献[728]在设计上的不足,其缺点是要求充当主导站的换流站有足够大的后备容量以完全补偿系统功率的不平衡,这在实际中很难实行。 为解决上述控制策略的不足,本文提出了基于直流电压—有功功率调节特性的多端直流系统控制策略。采取该控制策略,扰动发生后各电压源换流站均能够稳定运行,同时避免了单个换流站过载的情况。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EM TDC [10]建立多端VSC 直流输电系统和控制模型,验证了所设计的控制器的有效性和合理性。 1 多端VSC 直流系统的建模 本文以图1所示的环状多端电压源型直流系统为例 。 图1 多端电压源型直流系统Fig.1 A multi 2infeed V SC 2HV DC system 该系统包括5个电压源换流站:VSC1作为主 导站,工作在直流电压模式下,交流侧与无穷大电源 — 7 5—第33卷 第12期2009年6月25 日Vol.33 No.12J une 25,2009
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 大型风力发电机组控制系统的安全保护功能(新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
大型风力发电机组控制系统的安全保护功 能(新编版) 1制动功能 制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。在风力发电机组发生故障或由于其他原因需要停机时，控制器根据机组发生的故障种类判断，分别发出控制指令进行正常停机、安全停机以及紧急停机等处理，叶尖气动刹车和盘式高速刹车先后投入使用，达到保护机组安全运行的目的。 2独立安全链 系统的安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。安全链采用反逻辑
设计，将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路，当安全链动作后，将引起紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，从而最大限度地保证机组的安全。发生下列故障时将触发安全链：叶轮过速、看门狗、扭缆、24V电源失电、振动和紧急停机按钮动作。 3防雷保护 多数风机都安装在山谷的风口处或海岛的山顶上，易受雷击，安装在多雷雨区的风力发电机组受雷击的可能性更大，其控制系统最容易因雷电感应造成过电压损害，因此在600kW风力发电机组控制系统的设计中专门做了防雷处理。使用避雷器吸收雷电波时，各相避雷器的吸收差异容易被忽视，雷电的侵入波一般是同时加在各相上的，如果各相的吸收特性差异较大，在相间形成的突波会经过电源变压器对控制系统产生危害。因此，为了保障各相间平衡，我们在一级防雷的设计中使用了3个吸收容量相同的避雷器，二、三级防雷的处理方法与此类同。控制系统的主要防雷击保护：①主电路三相690V输入端（即供给偏航电机、液压泵等执行机构的前段）
1.整流器部分工作原理 整流部分的结构是三相桥式电路，如图1所示。 图1 整流器电路图 e a 、e b 、e c 为等值交流系统的工频基波正弦相电动势， 图2 整流侧电压波形 （a ）为m 、n 点对中性点的电位，（b ）为直流侧电压u d ，（c ）为触发脉冲。 图（a ）中C1为自然换向点，角度α为延迟触发角，即晶闸管开始导通的角度；μ为叠弧角（换向角），即电流从一相换到另一相的时间。定义熄弧延迟角为δ， δ=α+μ。 理想直流侧空载电压为α π cos 2 3V r 0E r d =（1）
换向引起的压降可用等值换向电阻R cr 代替，可以计算出直流侧电压平均值为 d cr r d d cr dr I I E R -cos V R -cos 2 3V 0r ααπ == （2） 图3 整流侧外特性 随α增大，直流侧电压减小。 2.逆变器部分工作原理 图4 逆变器电路图 逆变器和整流器的原理接线图相同，根据式（1） α π cos 2 3V r 0E r d = ，若延迟触 发角α为90°时，cos α=0直流侧电压为0，当α>90°时，直流侧电压为负值，变流器做逆变运行，为方便起见，定义β=180°-α，为超前触发角。 设逆变侧直流空载电压为V d0i ,则 i i 02 3V E d π = （3），考虑换向角μ的存在，用 R ci 作为逆变侧等值换向电阻，作为逆变侧换向引起的压降，则直流侧电压为
d ci i d d ci d ci d ci di I I E I E I E R -cos V R -cos 2 3- R -)180(cos 2 3- R -cos 2 3V 0i i i ββπ απ απ -==-?== （4） 定义超前熄弧角（也叫关断角）为γ，γ=π-δ=π-α-μ=β-μ。 3.控制原理 直流输电的接线原理简图： 图5 直流输电原理简图 直流输电等效电路图： 图6 直流输电等效电路图 其中α为整流器延迟触发角；β为逆变器的超前触发角；γ为逆变器熄弧角；V d0r 和V d0i 分别为整流侧和逆变侧的无相控理想空载直流电压；R cr 和R ci 分别为整流和逆变侧的等值换相电阻，等效了换向损失的电压，但不是真正意义的电阻，不消耗有功功率。R L 为直流线路电阻。换向压降是由于变压器漏感产生的。
2016 Year Spring Term Course examination （Reading Report、Research Report） : 直流输电技术 考核科目 Examination Subjects 学生所在院（系） :电气工程及其自动化学院 School/Department :电力系统及其自动化 学生所在学科 Discipline : 金昱 学生姓名 Student’s Name :15S006048 学生学号 Student No. : 考核结果 Examination Result 阅卷人Examiner
直流输电技术课程报告—— 柔性直流输电在城市配电网中的应用 （哈尔滨工业大学金昱 15S006048） 1 城市配电网输电技术研究现状 随着我国电力系统整体配置的不断发展，国家对城乡配电网建设日益重视，如何科学地设置城市配电网的规划显得尤为重要。在传统的电力建设中，我国总是将发电摆在第一位，输送配电摆在第二位，认为只要有充足的电能资源就可以做好电力系统的建设。但是，输送配电也在无形中影响着城市供电的能力和供电的可靠性。因此，合理适当的城市配电网规划在逐渐彰显着自己独特的优势，为电网建设的改造提供了合理性、科学性的指导经验。 1.1 我国配电网技术背景及现状 如今，我国有意识地改变原先的“重发电、轻输送配电”的现状，并取得了一定的成果，使得整体上配电网的设置都趋向了正规、合理。但是由于我国在配电网规划上发展较晚，依旧存在一些不合理的因素： (1)基础差、底子薄。基础差、底子薄是我国配电网建设的真实写照。在过去的电网建设中，由于缺乏早期的勘测、考察和规划，导致我国配电网的设置分布不合理，供电线路较长，损坏较严重。一些城市出现了市中心电源丰富，周边村落电源稀少的现状，这种情况致使一些周边农村长期处于没有电用的状态。 (2)电路结构不合理，转换复杂、不灵活。我国在电网建设中呈现出电路复杂、互相交错、难以移动等现象。近电远送、电网接线复杂、迂回供电、专用线路占有主线路过多等不合理的安排也为之后重新建设新电路结构带来了极大的不便，也增大了电路维修的困难。 1.1 直流输电供电与交流输电的优劣势 交流电的优点主要表现在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能……）、化学能（石油、天然气……）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉；交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便．这是交流电与直流电相比所具有的独特优势。
±800kV特高压直流输电控制保护系统分析 摘要：电力应用于社会十分普遍，而社会对于电力的依赖性也在增加，电力输 送过程会受到多项因素的影响，因此需要应用输电保护系统，确保电力稳定正常 供应。本文就±800kV特高压直流输电控制保护系统分析作简要阐述。 关键词：特高压；直流输电；控制保护系统 物高压输电的特点体现在大容量，低损耗，远距离，是能源配置优化的有效 途径，能够带来良好的社会效益。特高压输电对于电力企业而言提出了新的技术 要求。控制与保护系统需要从其整体结构，控制策略，分层与冗余等方面进行全 面分析，从而使系统稳定安全可靠。 一、特高压直流控制系统 （一）特高压直流控制策略 相比于常规直流系统，特高压控制系统在策略方面没有体现出过大的变化， 直流系统电源控制主要利用的是整流侧快速闭环来实现的，换流变抽头则控制触 发角保持在一定范围内。你变一侧的快速闭环控制作用在于使熄弧角保持为定值，直流电压控制则是由换流变抽头来完成的。由于抽头控制自身存在的非连续性， 采用此种控制策略并应用于逆变一侧时，直流电压控制偏差会由两个部分构成， 分别是抽头步长与测量误差。对于逆变一侧的电压进行控制，还可以利用快速闭环，通过抽头将熄弧角控制在一定范围内，而此种情况下，电流偏差只受到测量 误差的影响，无功补偿设备与交流滤波器总体容量会增加，在经济性方面表现不佳。 （二）控制系统功能划分与结构 控制系统在分层与配置方面，直流系统保护应该保持与控制系统的相对独立，直流控制结构保护系统分层需要保证保护控制以12个脉动单元作为基本配置。 并且基于上述前提，保护功能实现与保护配置需要最大程度保持独立，利于退出 而不会使其它设备运行受到影响，并且保护系统之间的物理连接要简单而不要复杂。控制保护系统如果单一元件出现了故障，12动脉控制单元依然需要保持良好 运行。而高层控制单元出现故障时，控制单元同样能够保持当前工作状态并且依 据人工指令操作。 特高压直流输电需要实现双重化，其范围开始于二次线圈测量，并包括了测 量回路。内容包括了输出回路，信号输入，主机，通信回路，与之相关直流控制 装置等。从功能上划分，直流控制系统可以划分为极控制层，双极控制层，换流 器控制层等。 特高压直流控制层功能划分内容包括双极控制层，极控制层，细分又包括了，低压限流控制，极电流与电压协调控制，直流开路试验，电流裕度补偿等功能。 换流器控制层细分内容又包括点火肪冲控制，电压与电流、熄弧角控制等。 二、DCC800特高压直流控制保护系统介绍 DCC800是某企业研制的控制保护系统，特高压直流控制保护系统采用了拥 有较高性能并产生较低热量的ＣＰＵ以及新的传导冷却计算机，此散热技术是专 为提高UHVDC的可靠性而设计的。DCC80主机采用自然对流方式来散热，这样 可大幅度减少主机上的积灰。特高压直流控制保护系统采用了冗余的增强型时分 多路复用总线来传输二进制信号和模拟信号。二进制信号包括断路器命令、报警、指令、缓慢变化的模拟信号（如温度等）；模拟信号包括电流、电压等测量量。 每根光纤都可处理控制器局域网总线信息、同步信号以及像MACH2TDM母线一
附件: 工业控制系统信息安全防护能力评估方法 1.适用范围 1.1本方法提出了工业控制系统信息安全防护能力评估的基本概念、实施流程和工作形式。 1.2本方法适用于规范对企业按照《工业控制系统信息安全防护指南》建立的工控安全防护能力开展的综合评价活动。 1.3本方法适用于评估工业控制系统的应用企业。 2.规范性文件 2.1法律法规、指导性文件 《中华人民共和国网络安全法》 《国家网络空间安全战略》 《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（国发〔2016〕28号） 《国务院关于印发〈中国制造2025〉的通知》（国发〔2015〕28号） 《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》（国发〔2015〕40号） 《国务院关于大力推进信息化发展和切实保障信息安全的若干意见》（国发〔2012〕23号）
《工业控制系统信息安全防护指南》（工信部信软〔2016〕338号） 《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》（工信部协〔2011〕451号） 2.2标准和技术规范 GB/T32919－2016《信息安全技术工业控制系统安全控制应用指南》 GB/T20984－2007《信息安全技术信息安全风险评估规范》 3.术语与定义 下列术语和定义适用于本方法。 3.1工业控制系统 工业生产控制各业务环节涉及的有关人员、软硬件系统和平台的集合。包括但不限于：可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）、数据采集与监控系统（SCADA）等工业生产控制系统；紧急停车系统（ESD）、安全仪表系统（SIS）等工业控制过程安全保护系统；制造执行系统（MES）、企业资源计划系统（ERP）等工业生产调度与管理信息系统；工业云平台、工业大数据平台等工业服务应用系统。 3.2工业控制系统信息安全防护 通过实施管理和技术措施，避免工业控制系统遭到非授
总复习 第一章 飞行动力学 一、概念： 1、体轴系纵轴ox 在飞机对称平面内；速度轴系纵轴a ox 不一定在飞机对称平面内；稳定轴系纵轴ox 在飞机对称平面内，与体轴系纵轴ox 相差一个配平迎角0α。 2、俯仰角θ的测量轴为地轴系横轴g oy ；滚转角φ（倾斜角）的测量轴为体轴系纵轴ox ；偏航角ψ的测量轴为地轴系铅锤轴g oz 。 3、迎角α：空速向量在飞机对称平面内投影与机体纵轴ox 夹角。 以的投影在ox 轴之下为正。 4、β（侧滑角）：空速向量v 与飞机对称平面的夹角。以v 处于对称面右为正。 5、坐标系间的关系 机体轴系b S 与地轴系g S 之间的关系描述为飞机姿态角（ψφθ、、）； 速度轴系a S 与机体轴系b S 之间的关系描述为气流角（βα、）； 速度轴系a S 与地轴系g S 之间的关系描述为航迹角（χμγ、、）。 6、舵偏角符号 升降舵偏角e δ：平尾后缘下偏为正0>e δ，产生低头力矩。0 简要分析柔性直流输电技术的发展和应用 摘要：本文首先就柔性直流输电技术特点与发展情况进行了分析，而后探讨了 该技术在国内外应用的现状，进而就其未来应用前景进行了展望。 关键词：柔性直流输电技术；发展；应用 1 LCC-HVDC直流输电技术的特点 从高压直流输电的发展来看，1954年世界上第一个直流输电工程投入商业运行，标志着第一代直流输电技术的产生，其采用的是汞弧阀换流技术。20世纪 70年代，基于晶闸管的换流阀在直流输电领域得到应用，标志着第二代直流输电 技术产生。传统电网换相高压直流输电（Line Commutated Converterbased High Voltage Direct Current，LCC-HVDC）技术自问世以来已经过了60多年的发展，与 传统的交流输电网络相比，LCC-HVDC具有下列优势： （1）不存在稳定性问题，可在大功率系统中应用； （2）电力电子器件响应快速，可以对有功功率实现灵活控制； （3）输电线路损耗小，在远距离、大容量功率传输应用中有很高的经济性； （4）可实现不同频率或非同步的区域性特大电网互联。尽管LCC-HVDC技术 在高电压、大容量、远距离直流输电领域正发挥着巨大作用，但其自身也存在着 诸如无功功率控制能力较弱并且自身需要大量无功补偿、不便于构造多端直流电 网以及换流器依靠交流电网换相易发生换相失败等本质缺陷，这也使得LCC-HVDC 逐渐无法满足当今复杂的输配电网络对直流输电系统坚强、灵活、完全可控的需求。 2 VSC-HVDC直流输电技术的特点 电力电子技术的不断发展和进步，新型全控性开关器件的相继问世，为新型 输电方式的创建和电网结构的优化与提升开辟了崭新的途径。加拿大学者Boon-Teck等人于1990年首次提出了基于电压源型换流器（Voltage Source Converter，VSC）的高压直流输电技术，使得LCC-HVDC输电技术存在的固有缺陷迎刃而解。 几年后在ABB公司主导的Hallsjon项目中被顺利运用，促进了该项技术在理论研 究和工程领域的全面发展。与传统的电流源换流器型直流输电相比，VSC-HVDC 直流输电技术存在诸多优势： （1）PWM调制技术使得其输出电压谐波含量低、滤波器容量小。 （2）由于采用了全控器件，相比于常规直流输电技术，不需要联结电网提供换相电压，不会出现换相失败，可联结弱、无源电网。 （3）传统的HVDC潮流翻转时直流电流不变，需改变直流电压极性；VSC-HVDC潮流翻转时，只需改变直流电流的方向，直流电压极性不变。因而VSC-HVDC在潮流翻转时，不需改变其控制系统的配置和主电路的结构，不需改变控 制方式，也不需要闭锁换流器，整个翻转过程可在很短的时间内完成。 （4）易于四象限运行，在电网中的作用等同于一个无转动惯量的发电机，在对输送的有功功率进行快速、灵活控制的同时还能够实现动态无功功率补偿，提 高系统母线电压稳定性，起到静止同步补偿器（STATCOM）的作用，从而增加系 统动态无功储备，提高系统稳定性。 3 MMC-HVDC直流输电技术的特点 3.1 可扩展性强，应用范围广 严格的模块化结构可缩短开发周期和延长使用周期。通过子模块级联的方式，能够提高换流器的功率与电压等级，不仅有利于容量升级，而且解决了电平数增简要分析柔性直流输电技术的发展和应用
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