高压直流输电_控制

高压直流输电技术的关键问题分析在当今能源需求不断增长和能源分布不均衡的情况下，高压直流输电技术作为一种高效、可靠的输电方式，在电力系统中发挥着越来越重要的作用。

高压直流输电技术具有输电容量大、输电距离远、损耗低等优点，能够实现不同区域电网的互联，优化能源资源配置。

然而，在其应用过程中，也面临着一些关键问题需要解决。

一、换流器技术换流器是高压直流输电系统的核心设备，其性能直接影响着输电系统的可靠性和效率。

目前，常用的换流器主要有晶闸管换流器和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）换流器。

晶闸管换流器技术相对成熟，成本较低，但存在换相失败的风险。

换相失败是指在换流器换相过程中，由于某些原因导致换相不能正常进行，从而引起直流电压下降、直流电流增大等问题，严重时可能会导致系统故障。

为了减少换相失败的发生，需要优化换流器的控制策略、提高交流系统的强度等。

IGBT 换流器具有开关速度快、可控性好等优点，但成本较高。

随着技术的不断进步和成本的降低，IGBT 换流器在高压直流输电领域的应用有望逐渐增加。

二、直流输电线路的绝缘问题高压直流输电线路的绝缘要求比交流输电线路更高。

这是因为直流电压下，绝缘子表面的积污更容易导致沿面放电，而且直流电场分布不均匀，容易引起局部放电。

为了解决绝缘问题，需要选用合适的绝缘子材料和结构。

目前，常用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子。

复合绝缘子具有重量轻、耐污性能好等优点，但在长期运行中可能会出现老化问题。

此外，还需要对输电线路的电场分布进行优化设计，采用均压措施来减少局部电场集中。

三、直流输电系统的控制与保护高压直流输电系统的控制与保护是确保系统安全稳定运行的关键。

控制策略需要根据系统的运行状态实时调整直流电压、电流等参数，以实现功率的准确传输和系统的稳定运行。

在保护方面，需要快速准确地检测故障并采取相应的保护措施，如闭锁换流器、切除故障线路等。

同时，还需要考虑故障后的系统恢复策略，尽快恢复系统的正常运行。

高压直流输电系统控制保护整定技术规程1. 引言高压直流输电系统是一种高效、稳定的输电方式，具有输送大容量、远距离、低损耗等优势。

为了确保高压直流输电系统的安全运行，需要制定一套科学、合理的控制保护整定技术规程。

本文将对高压直流输电系统的控制保护整定技术进行全面详细、完整深入的介绍。

2. 控制保护整定技术的重要性高压直流输电系统是电力系统中的重要组成部分，其稳定运行对于保障电力供应的可靠性至关重要。

控制保护整定技术的合理应用可以提高系统的稳定性，降低故障风险，确保系统的安全运行。

因此，制定一套科学、合理的控制保护整定技术规程对于高压直流输电系统的运行和管理具有重要意义。

3. 控制保护整定技术规程的编制原则制定高压直流输电系统控制保护整定技术规程时，需要遵循以下原则：•安全性原则：确保系统的安全运行是制定技术规程的首要原则。

规程中应包含可靠的控制保护措施，以保护系统免受故障和意外情况的影响。

•稳定性原则：保持系统的稳定运行是制定技术规程的核心原则。

规程中应包含合理的控制策略和整定参数，以确保系统在各种工况下都能保持稳定。

•经济性原则：合理利用资源，降低运行成本是制定技术规程的重要原则。

规程中应包含经济有效的控制保护方案，以最大程度地提高系统的运行效率。

•可操作性原则：规程应具备可操作性，方便运维人员实施。

规程中应包含清晰的操作指南和参数设置方法，以便于实际应用。

4. 控制保护整定技术规程的内容高压直流输电系统控制保护整定技术规程的内容应包括以下方面：4.1 控制策略•控制模式：规定高压直流输电系统的控制模式，包括整流侧和逆变侧的控制方式。

•调节策略：规定控制系统的调节策略，包括电流控制、电压控制、功率控制等。

•控制参数：规定各个控制参数的取值范围和整定方法，确保系统的稳定运行。

4.2 保护策略•故障检测：规定故障检测的方法和准则，包括过流保护、过压保护、短路保护等。

•故障定位：规定故障定位的方法和准则，包括故障测距、故障类型识别等。

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高压直流电源控制管理论文一、引言利用高压直流系统固有的快速、大范围可控制的输送电能的特点，可以借助交直流系统联合调节的手段来提高与直流系统相连接的交流系统的运行稳定性。

为了实现这一目的，必须在直流输电系统主控制器上附加特殊的稳定控制器。

文章基于此在介绍了高压直流输电的特点的基础上对高压直流电源控制系统的运行特点进行了研究。

二、高压直流输电的特点1、功率传输特性。

随着输送容量不断增长，稳定问题越来越成为交流输电的制约因素。

为了满足稳定的要求，常需要采用串补、静补、调相机、开关站等措施，有时甚至不得不提高输电电压。

但是这将增加很多电器设备，代价昂贵。

直流输电没有相位和功角的问题，当然也就不存在稳定问题，只要电压降、网损等技术指标符合要求，就可以达到传输的目的，无须考虑稳定的问题，这是直流输电的重要特点，也是它的一大优势。

2、对线路故障的自防护能力好。

交流线路单相接地后，其消除过程一般约0。

4-0。

8，加上重合闸时间，约0。

6—1恢复。

直流线路单极接地，整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁，电压降到零，迫使直流电流降到零，故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难，直流线路单极故障的恢复时间一般在0。

2-0。

35内。

若线路上发生的故障重合(对直流输电系统为再启动)过程中重燃，交流线路就三相跳闸了。

直流输电系统则可以用延长留待去游离时间及降压方式来进行第二、第三次再启动，创造线路消除故障、恢复正常运行的条件。

对于单片绝缘子损坏，交流系统必然三相切除，直流系统则可降压运行，而且大多能取得成功。

3、潮流和功率控制可实现自动化。

交流输电的潮流取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式，控制难度较大，需由值班人员调度。

直流输电系统的功率传输可全部自动控制。

4、对短路容量无影响。

两个电网以交流互联时，将增加两侧系统的短路容量，有时会造成部分原有断路器不能满足遮断容量要求而需要更换。

如果两电网以直流系统互联(背靠背方式)，无论哪里发生故障，在直流线路上增加的电流都是不大的，因此不会影响交流系统的断路容量。

高压直流输电系统的电力电子控制电力电子技术在现代电力系统中起着至关重要的作用，特别是在高压直流（HVDC）输电系统中。

HVDC技术通过将直流电能从一地点传输到另一地点，具有高效、长距离、低损耗等优势，因此在远距离能源传输和互联网交互方面得到广泛应用。

本文将详细讨论HVDC系统中的电力电子控制，包括主要的控制策略和关键技术。

一、HVDC系统概述HVDC系统是通过将交流电能转换成直流电能，再将其传输到目标地点，再转换成交流电能供应给终端用户。

由于其双向传输的能力，可实现间歇化和平续化的输电方式，使得电力网间的互联互通得以实现。

HVDC系统通常由两个重要部分组成：换流站和线路。

二、HVDC控制策略1. 电压源换流器（VSC）控制策略VSC作为HVDC系统中的关键组件，通过控制其输出电压的幅值和相位，实现将交流电压转换为直流电压，并确保传输过程中的电流稳定。

基于VSC的控制策略通常包括电压控制、电流控制和功率控制等。

2. 直流谐振器控制策略直流谐振器用于消除HVDC系统中的直流电压谐波，防止谐波传输到交流侧。

通过合理的控制直流谐振器参数和谐波抑制技术，可以有效降低谐波对电力系统的影响。

3. 终端电压控制策略HVDC系统的终端电压控制是为了保证系统稳定运行和终端电压的合格供应。

该策略可通过反馈控制和前馈控制相结合的方式实现。

其中，反馈控制主要用于响应系统的快速动态特性，前馈控制则用于消除系统的静态误差。

三、HVDC关键技术1. 功率半导体器件HVDC系统中的功率半导体器件起着关键的作用，如晶闸管、IGBT等。

这些器件具有高压、高功率和高可靠性的特点，用于实现电压和电流的控制。

2. 数字信号处理技术HVDC系统中采用数字信号处理技术，可以实现对电流和电压等参数的测量和控制。

数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等技术的应用，提高了HVDC系统的可靠性和性能。

3. 快速控制技术由于HVDC系统的传输速度很快，对于电力电子控制的响应速度要求非常高。

高压直流输电的基本控制原理引言高压直流输电（High Voltage Direct Current Transmission，简称HVDC）是利用直流电进行长距离电能传输的一种电力传输方式。

相比传统的交流输电，HVDC具有输送能力强、输电距离远、输电损耗小等优势，因此被广泛应用于长距离大容量电力传输领域。

本文将介绍高压直流输电的基本控制原理。

1. 高压直流输电系统架构HVDC系统由两个互补的部分组成：直流变换站（Converter Station）和直流输电线路（Transmission Line）。

1.1 直流变换站直流变换站有两个关键组成部分：直流输电端（Rectifier），用于将交流输电线路的电能转换为直流电能；直流送电端（Inverter），用于将直流电能转换为交流电能。

直流变换站还包括转换器阀（Converter Valve）和控制系统，用于实现电能的双向转换和控制。

1.2 直流输电线路直流输电线路是连接两个直流变换站的输电线路，通常采用高压直流输电线路（High Voltage Direct Current Transmission Line）或双回线方式。

直流输电线路的主要组成部分有导线、绝缘子、支架等。

2. 高压直流输电的基本控制原理高压直流输电系统的基本控制原理是通过控制直流变换站和直流输电线路的参数来实现对系统的稳定性、功率传输和电压/电流等的调节。

2.1 直流变换站控制直流变换站通过改变直流输电端和直流送电端的工作状态，实现电流方向和功率的控制。

主要的控制策略有以下几种： - 换流控制：控制换流阀的开关时间，改变电流的方向； - 功率控制：通过调整换流阀的开关时间，控制功率的输入和输出； - 电压/电流控制：通过调整换流阀的开关时间，控制电压/电流的大小和稳定性。

2.2 直流输电线路控制直流输电线路的控制主要包括电流控制和电压控制两个方面： - 电流控制：通过调整输电线路的电流大小和方向，实现输电功率的调整和平衡。

高压直流输电系统的稳定控制与保护引言高压直流输电系统是一种用于长距离电力传输的技术，具有传输能力强、输电损耗小、环境影响少等优势。

然而，高压直流输电系统在运行过程中也面临着一些挑战，例如稳定控制和保护问题。

本文将探讨高压直流输电系统的稳定控制与保护技术，旨在提供一种全面的了解。

一、高压直流输电系统的稳定控制高压直流输电系统的稳定控制是指对系统的电压、功率、频率等进行实时调节，以确保系统的稳定运行。

稳定控制可分为两个方面：电力稳定控制和频率稳定控制。

1. 电力稳定控制电力稳定控制是指根据负荷需求和传输能力，实时调整高压直流输电系统的电压和功率，以保证系统供电的稳定性。

为了实现电力稳定控制，可以采用频率反馈控制方法，通过自动控制装置调整换流变压器的触发角来控制电流。

同时，还可以使用能量储备装置来补偿瞬间负荷变化引起的电力不平衡。

能量储备装置可以是电容器或电感器，通过储存电能或释放电能来调整系统的电力平衡。

此外，还可采用先进的预测控制算法，根据系统的实时运行情况，预测未来的负荷变化，进一步优化电力调控策略。

2. 频率稳定控制频率稳定控制是指在高压直流输电系统中，通过调节直流电流的大小和相位，以及调节换流变压器和直流系统的参数，来控制系统的频率变化。

频率稳定控制可以通过反馈控制的方法实现，根据系统的实时运行情况，调整直流电流和换流变压器的参数，以使系统的频率保持在设定范围内。

此外，还可以使用先进的自适应控制算法，通过监测和分析系统的频率变化，自动调整控制策略，提高系统的频率稳定性。

二、高压直流输电系统的保护技术高压直流输电系统的保护技术是指在系统故障或异常情况下，及时采取措施，限制故障范围和保护设备的安全运行。

保护技术主要包括故障检测、故障定位和故障隔离。

1. 故障检测故障检测是指通过监测高压直流输电系统的各种参数，如电压、电流、功率等，来检测故障的发生。

常用的故障检测方法包括差动保护、过流保护和电压保护等。

特高压直流输电系统的频率协调控制策略特高压直流输电系统（Ultra High Voltage Direct Current Transmission System，简称UHVDC）是一种高效、高稳定性的输电系统，可实现长距离大容量输电。

频率协调控制策略是UHVDC系统中的关键环节，用于保持系统频率稳定，提高能源传输效率。

首先，频率协调控制策略需要根据电网负荷变化和母线束频率精确计算各支路电流的变化，并通过精确的传输损耗模型，估计损耗功率。

然后，根据系统频率的变化情况，通过调节输电线路的直流电压和直流电流，控制能量的传输方向和大小。

其次，频率协调控制策略需要根据输电线路上游和下游的机组响应速度来确定控制频率的阈值。

当系统频率低于阈值时，控制策略会减少输电线路上游的输出功率，增加下游的输出功率，从而提高系统频率。

反之，当系统频率高于阈值时，控制策略会增加输电线路上游的输出功率，减少下游的输出功率，以降低系统频率。

另外，为了确保频率协调控制策略的实时性和稳定性，需要建立一个分布式控制系统。

该系统通过与各支路的控制器进行信息交换，实现全网的频率协调控制。

同时，为了降低系统发生故障的风险，还需要实施跨界频率协调控制策略，利用不同地区的电力系统之间的互联连接，共同维护系统频率稳定。

最后，频率协调控制策略还需要考虑可再生能源的接入。

随着可再生能源的不断发展和应用，UHVDC系统中接入大规模可再生能源的比例不断提高。

因此，频率协调控制策略需要动态调整，以适应不同类型的能源源头和输出负载之间的动态性差异。

综上所述，频率协调控制策略是UHVDC系统中的重要环节，通过准确计算输电线路的电流变化和传输损耗，调整输电线路的直流电压和直流电流，实现能量的传输方向和大小的控制。

这些控制策略需要建立分布式控制系统，并考虑可再生能源接入的动态调整，以保证系统频率的稳定和提高能源传输效率。

高压直流输电的控制和保护系统策略分析2河南绿控科技有限公司,河南许昌461000摘要：近几年来连缕的雾猩天气，己成为我国当前社会发展和能源策咯选择面临的最迫切需要解决的环境问题，火力发电中燃煤是影响雾靈的主要污染成分PM2.5的一个重要因素。

治理雾靈，首先要控制燃煤排放。

经济发展需要电力能源，但目前燃煤发电仍旧是我国主要电力来源。

随着国内环境和能源的问题突出，对我国电网结构和能源布局提出新的要求。

高压直流输电有着输送能量大、距离远、损耗低、运行可靠、调节快速等优点，越来越被广泛应用。

这就需要对高压直流输电的控制和保护系统策略进行进一步分析，实现最优策略方案。

关键词：高压直流输电；控制；保护系统中图分类号：G31文献标识码：A1引言高压直流输电系统直流分压器传感器故障是导致直流电压波动的直接原因。

从2005年07月至今，高肇直流、天广直流、兴安直流、普侨直流等国内直流工程多次出现电压波动。

发生电压波动时，逆变侧直流电压测量值比实际值偏低，整流侧直流电压在直流控制系统作用下比电压参考值高。

电压波动幅度越大对直流系统造成的影响越严重，甚至会造成整流侧电压幅值达到部分直流保护的电压定值，如直流低电压保护（27DC）或过电压保护（59/37DC），导致直流闭锁。

因此，研究直流电压控制原理，改进直流电压稳定控制方法，降低电压波动对直流系统稳定性的影响，具有十分重要的意义。

2高压直流输电系统电气回路接线方式2.1单极大地回线方式单极大地回线方式是利用整流站和逆变站的同一个极、同一极直流线路、两侧接地极线路和大地构成直流回路。

在此种接线方式下，大地相当于直流回路中的一根导线，流经大地的电流与流经直流线路的电流大小相等，为直流输电系统的运行电流。

这种方式下直流输电过程中的损耗与双极回线方式下一个极的损耗相比要偏大，因为增加了直流电流流经接地极线路和大地的损耗。

如果直流输电系统接地极长期通过比较大的入地电流，将造成极址附近金属设施的电腐蚀，还会导致中性点接地变压器铁芯磁饱和。

高压直流输电系统的保护与控制随着能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展，高压直流输电系统作为一种高效、可靠的能源传输方式正逐渐受到广泛关注和应用。

本文将探讨高压直流输电系统的保护与控制措施，以期提高其安全性和稳定性。

一、高压直流输电系统的概述和应用高压直流输电系统是一种以直流电流传输能量的系统，在能量传输距离远、输电损耗小、控制方便等方面具有优势。

它通常由换流站、输电线路和接收站组成，可以广泛应用于远距离、大容量的能源传输，如跨越海洋、山区等地形复杂的区域。

二、高压直流输电系统的保护措施保护措施是高压直流输电系统不可或缺的一部分，它主要包括过电压保护、过电流保护和过温保护等。

过电压保护是指在高压直流输电系统中，当系统中出现电压异常升高的情况时，通过采取相应的保护措施来保护系统的安全运行。

其中，最常见的一种保护方法是安装过电压保护器，它可以有效限制电流的上升速度，避免电流超过设定值。

过电流保护是指在高压直流输电系统中，当系统中出现电流异常升高的情况时，通过采取相应的保护措施来保护系统的设备和电源。

在实际应用中，通常会采用电流保护器、熔断器等设备，当系统中的电流超过设定值时，这些保护装置将迅速切断电路，避免设备受损。

过温保护是指在高压直流输电系统中，当系统中的温度异常升高时，通过采取相应的保护措施来保护系统的设备和人员安全。

一般情况下，会在关键设备上安装温度传感器，当温度超过设定阈值时，保护装置将切断电路，以防止设备过热。

三、高压直流输电系统的控制措施高压直流输电系统的控制措施主要包括稳压控制、防止电弧故障和故障诊断等。

稳压控制是指通过控制换流站的换流变压器和逆变器的工作方式，以保持系统中的电压稳定。

通过使用先进的控制算法和自动化设备，可以实时监测系统中的电压变化，并根据需求调节换流站的工作状态，以确保稳定的电压输出。

防止电弧故障是高压直流输电系统中一个重要的控制环节。

电弧故障是指当系统中的电压或电流超过一定阈值时，导致电路中发生弧光放电。

0引言高压直流输电（HVDC ）在远距离大功率输电时具有独特的优势，随着大功率电力电子技术的发展和成熟，HVDC 已经在世界范围内得到了广泛的应用［1鄄4］。

目前，国内已经投运的HVDC 控制保护系统基本是由ABB 和SIEMENS 提供，南瑞继保和许继电气依托国内的直流工程分别引进了ABB 和SIEMENS 的直流控制保护技术。

南瑞继保PCS -9500的基础是ABB 原有的MACH2［5鄄10］，许继DPS -2000的基础是SIEMENS 原有SIMADYN-D ［6鄄7，11鄄12］。

近年来ABB 和西门子都对原有直流控制与保护系统进行了升级换代，ABB 将MACH2升级为MACH2.1（也称DCC 800），SIEMENS 则将SIMADYN -D 升级为WIN -TDC ［6鄄7，11］。

基于64位CPU 、64位系统总线、时分复用TDM （Time Division Multiplexing ）总线、现场总线、硬实时操作系统的直流控制保护系统是当今控制保护技术的主流，WIN -TDC 技术已经在国外高压直流输电工程［12］和国内外静止无功补偿装置中得到了成功的应用［13鄄14］。

本文首先对高压直流输电控制保护系统软硬件技术的发展进行了综述，进而对WIN -TDC 核心技术进行了详细的介绍，分析了WIN -TDC 相对于SIMADYN -D 的改进方面，最后对WIN -TDC 在澳大利亚BASSLINK 工程的应用进行介绍和分析。

1直流控制保护软硬件技术的发展控制保护系统是直流输电工程的核心，自20世纪50年代第一个直流输电工程投运以来，基于相控晶闸管换流技术的直流输电的基本控制策略并无根本性的变革，但其控制保护技术随着计算机技术的发展不断变革［6鄄7，12］。

1.1微处理器直流控制保护系统的计算任务非常繁重，早期的8位微处理器，甚至后来的16位和32位微处理器，属于复杂指令集计算机CISC （Complex Instruc 鄄tion Set Computer ），都无法满足高速实时运算的要求，因此早期的微机直流控制保护系统基本采用“模拟＋数字”方法，其主要思路是利用模拟电路实现复杂运算，再将结果输入数字计算机作进一步处理。