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浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要：从世界范围看，特高压输电技术将长期发展。
根据中国电网的发展趋势，特高压电网将由１０００ｋＶ级交流输电系统和±８００ｋＶ级直流系统组成。
根据特高压交流和直流２种输电方式不同的技术经济特性，比较分析了两者的适用场合，并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题，分别展开比较。
关键词：特高压交流；特高压直流；防雷；可靠性；稳定性；电磁环境；绝缘子；交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。
交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。
国际上，高压(HV)通常指35-220kV电压。
超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。
特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。
而对于直流输电而言，高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800kV（±750kV）以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。
二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状：20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW；巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常； 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源，巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。
2、特高压直流输电技术的特点及适用范围：特高压直流输电工程由于输送容量大，电压等级进入特高压范畴，换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点，技术难度大，也是可行性研究阶段的主要技术内容，需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证，初步确定其主要技术原则和方案。
浅谈特高压直流转换开关的结构与原理在特高压输电工程直流场的设备中，直流转换开关是一个非常重要的设备，和交流输电相比，直流输电具有控制能力高、调节容易快速、地面占用面积小、线路损耗低、稳定性高等方面的特点。
主要用于距离较长的架空线路、海底电缆的输电、交流系统间的异步互联等场合中，±800千伏锦屏-苏南特高压直流输电工程的额定电流将为4500A左右，对直流电流转换开关的要求也更高，不仅要分段更大的直流电源，而且在进行转换时，还需要吸收更多的能量。
本文重点对特高压直流系统中直流转换开关的结构和原理进行分析。
1 特高压直流输电系统中的直流转换开关系统1.1 直流转换开关的结构与原理通常情况下，在高压直流输电系统中，故障的切除或运行方式的转换需要采用直流断路器。
常见的直流断路器如金属回路转换开关（MRTB，Metallic Return Transfer Breaker）、大地回线转换开关（GRTS，Ground Return Transfer Switch）、中性母线开关（NBS，Neutral Bus Switch）以及中性母线接地开关（NBGS，Neutral Bus Ground Switch）等。
由于开断直流电流并不能像交流电流那样，可以在交流电流过零时进行操作，因此开断直流电流就必须将直流电流“强迫过零”，比较常用的电路为LC串联振荡电路。
在直流电流强迫过零时，由于直流系统蕴含的巨大能量需要释放，而释放的能量又会在回路上造成过电压，引起断路器断口间的电弧重燃，造成开断失败。
所以如何快速吸收这些释放的能量就成为断路器能否成功开断直流电流的关键因素。
在我国已建成的高压直流换流站中，主要使用的直流断路器形式有无源型和有源型叠加振荡电流方式两种，其基本结构原理图如图1所示，主要由三部分组成：（1）转换开关，由交流断路器改造而成，用于电流的接通和断开；（2）振荡回路，由LC串联振荡电路构成，目的是形成2次以上的电流过零点；（3）耗能元件，由金属氧化物避雷器构成，目的是吸收直流回路中储存的巨大能量。
一、研究意义配置电网安全稳定控制系统(简称稳控系统)，采取紧急控制措施，是应对特高压直流故障大功率冲击带来的电网稳定问题的重要手段。
自2010年以来，复奉、锦苏、宾金等数个±800kV 特高压直流先后建成投产，每个直流工程均配套实施了稳控系统，以确保电网的稳定运行。
根据实际运行和控制需要，调度部门、科研机构和设备厂商在提高特高压直流配套稳控系统可靠性方面进行了大量研究和工程实践，成效显著。
但现有研究大多针对具体工程采取“量体裁衣”式的定制，对于特高压直流稳控系统的标准化和典型设计研究较少。
随着直流输电距离和容量的不断增加，建设速度的加快，研究特高压直流输电配套安全稳定控制系统的典型设计方案，对于相关稳控系统的设计实施具有重要指导与借鉴意义。
二、架构设计1）直流送端稳控系统架构系统主要解决在直流故障后因功率过剩而导致的频率稳定问题，以及大功率冲击导致的交流电网功角稳定问题，利用故障联切配套电源机组等措施，在确保电网稳定的同时有效提高断面输电能力。
按照分层分区控制的设计原则，并综合考虑系统的可靠性和灵活性，配置控制主站，设置部分交流网内控制子站，相关的电厂作为切机执行站。
通常情况下，特高压直流有相对固定的配套电源，故障时应优先切除该部分机组，仅当切机容量可能不足时，才在送端电网内配置少量的其他切机执行站。
直流配套电源由控制主站直接控制，而送端交流电网内部的其他电源，则由控制主站发送命令至相关控制子站，再由其进行协调控制。
这样的设计的优点在于：多数情况下，紧急控制仅涉及到直流主站和配套电源，中间环节少，控制更可靠；当配套电源可控量不足时，可由控制子站结合送端交流电网的实际情况，进行优化控制；当送端交流故障时，可方便实现快速回降直流功率，以维持送端电网内的功率平衡。
2）直流受端配套稳控系统架构与送端电网的稳控系统结构大体相同，主要由安装在逆变侧换流站的控制主站、交流电网内的控制子站和配套切负荷执行站构成。
特高压直流输电控制与保护技术的探讨摘要：随着特高压大电网、交直流并网等领域的不断发展，直流输电技术在实际工程中得到了越来越多的应用。
本文主要基于对直流输电技术和换流技术的深入研究，并结合±800 kV特高压直流输电工程，对其分层冗余结构、控制和保护技术进行了较为系统的阐述，以期更好地确保特高压大电网及交直流并网安全稳定运行提供良好技术支撑。
关键词：特高压；直流输电工程；换流技术；控制和保护技术引言在我国电网发展中，特高压直流输电起着举足轻重的作用。
其中，控制与保护是其中的关键，其能保证传输电源的正常运行，并能有效地保证传输电源的安全。
±800 kV特高压直流每极均采用串联、母线区连接方式，各电极工作方式灵活、完整，这对保证其工作性能将能够发挥良好的辅助作用。
1 直流输电简介1.1 直流输电系统当前直流输电系统通常采用两端直流传输的方式，包括整流站、直流线路和逆变站。
1.2 换流技术换流站的关键部件为换流器，它包括一个或几个换流器，其电路都是三相换流桥，主要材料为晶闸阀。
其基本工作原理是：通过对桥式阀门的触发时间进行控制，从而实现对直流电压瞬时值、电阻上直流电流、直流传输功率的调整。
同时，对各个桥式阀门的晶闸管单元进行同一触发脉冲控制。
2 特高压直流输电的特点特高压直流输电的特点具体包括：①增加传送能力，增加传送距离。
②节约了线路走廊和变电所的空间。
③有利于联网，简化网络结构，降低故障率。
3 直流输电控制系统分层冗余结构UHVDC是指超过600 kV的直流输电系统，它的控制和保护系统是分层、分布式、全冗余的。
本文以±800 kV特高压直流工程为例，将其按控制等级划分为三个层次：运行人员控制层、过程控制层和现场控制层。
4 为满足特高压交直流系统动态性能要求的控制技术4.1 降低和避免直流对交流系统的不良影响由于换流技术的机制存在着两个主要的问题：谐波和无功。
传统的方法是，安装合适的容量和数量的直流滤波器/电容，并采用多脉动式变流器。
特高压直流输电双极运行原理特高压直流输电是一种高效、稳定的电力传输方式，其双极运行原理是指在两个极端分别设置一个直流输电线路，通过高压直流输电技术将电能从发电站输送到远距离的负荷中心。
下面我们来详细了解一下特高压直流输电双极运行原理。
一、特高压直流输电双极运行原理的基本概念特高压直流输电双极运行原理是指在两个极端分别设置一个直流输电线路，通过高压直流输电技术将电能从发电站输送到远距离的负荷中心。
其中，直流输电线路由直流输电电缆和直流输电塔组成，直流输电电缆是由高压绝缘材料制成的，具有良好的绝缘性能和耐高压能力，直流输电塔则是用于支撑直流输电电缆的结构。
二、特高压直流输电双极运行原理的工作原理特高压直流输电双极运行原理的工作原理是通过高压直流输电技术将电能从发电站输送到远距离的负荷中心。
在特高压直流输电系统中，直流输电线路的两端分别设置一个换流站，换流站由换流变压器、换流阀和控制系统组成。
换流变压器用于将交流电压升高到特高压水平，换流阀则用于将交流电转换为直流电，控制系统则用于控制换流阀的开关和电压等参数。
在特高压直流输电系统中，换流站的作用是将交流电转换为直流电，并将直流电输送到对端的换流站，然后再将直流电转换为交流电，输送到负荷中心。
在特高压直流输电系统中，直流输电线路的两端分别设置一个极地地电极，用于将电荷释放到地球中，以保证系统的稳定性。
三、特高压直流输电双极运行原理的优点特高压直流输电双极运行原理具有以下优点：1. 传输距离远：特高压直流输电系统可以传输数千公里的电能，比传统的交流输电系统传输距离更远。
2. 传输效率高：特高压直流输电系统的传输效率高，能够将电能损失降至最低。
3. 稳定性好：特高压直流输电系统的稳定性好，能够在恶劣的天气条件下保持正常运行。
4. 环保节能：特高压直流输电系统的环保节能性能好，能够减少能源消耗和环境污染。
四、特高压直流输电双极运行原理的应用领域特高压直流输电双极运行原理广泛应用于电力输送、城市供电、工业生产等领域。
特高压直流输电工程无功控制分析摘要：特高压直流输电工程的直流站控是重要的控制设备，其主要功能是对换流站内直流场的设备进行控制与监控和实现换流站的无功控制。
直流站控的正常稳定工作是特高压直流系统稳定运行的保障。
无功控制功能是直流站控的一部分，是特高压直流输电工程的重要组成部分，目的是保证直流系统的无功需求，并减少谐波对交直流系统及主设备的危害，同时保持交流母线电压的稳定。
无功控制功能的稳定可靠，对特高压直流输电工程的可靠运行有着重要意义。
文中针对换流站的无功控制中电压有效性选择逻辑进行分析，提出优化的改进措施，对特高压直流输电工程的安全稳定运行起着重要作用。
关键词：特高压直流；输电工程；无功控制1特高压直流输电无功调节情况1.1 直流馈入降低了系统动态无功储备正常工况下，特高压直流换流站与系统没有无功交换。
在直流输送额定功率8000MW运行时，受端500kV降压变压器消耗约1200Mvar系统无功。
若受端电网按12台660MW机组替代直流馈入考虑，在提供相同有功的同时，发电机还可提供约1900Mvar无功，前后相比无功储备差3100Mvar；在系统动态过程中，发电机还可提供大量动态无功支撑。
相对于常规发电机组，直流大规模馈入大大降低了系统动态无功储备。
1.2 直流馈入影响系统电压调节特性特高压直流馈入的受端电网，在交流系统电压降低时，常规发电机组将增加无功出力，而直流逆变站从系统吸收无功。
按交流母线电压降低1%计算，直流逆变站将从系统吸收50Mvar无功，而相同规模的常规电源可向系统提供300Mvar 无功。
常规电源和直流逆变站在系统电压降低时无功电压调节特性相反，直流馈入恶化了系统电压调节特性。
1.3 直流换相失败吸收大量系统无功高压直流输电系统对电压稳定性与动态无功支撑能力要求更高。
目前，动态无功补偿装置主要包括发电机、调相机、并联无功补偿设备、静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）。
特高压直流输电的实践和分析摘要：特高压直流(UHVDC)输电在远距离大容量输电方面具有不可替代的作用，同时也给电网安全稳定运行带来风险和难题。
为给直流输电技术的应用和发展提供参考，以南方电网为背景，分析了UHVDC输电对电网影响，介绍了解决的典型技术难题。
UHVDC对电网带来的主要风险包括：直流输电大功率运行闭锁、交流系统故障导致多回直流持续换相失败或闭锁等。
提出的主要解决手段包括：优化直流落点，合理选择单回UHVDC规模；优化电网结构；提高受端电网的动态无功补偿能力。
关键词：特高压直流；系统风险；电网可靠性；直流接地极；柔性直流输电；电磁暂态仿真前言：“西电东送”是实现我国资源合理开发、优化配置、高效利用的科学选择，采用特高压直流输电技术(±800kV及以上的直流输电)有利于提高“西电东送”输电效率，降低输电损耗，节约输电走廊资源。
2009年12月，世界首个±800kV特高压直流输电工程云南—广东特高压直流输电工程在南方电网投产，输送容量500万kW，送电距离约1373km，充分发挥了特高压直流远距离大容量输电优势，投运以来输送电量约1104亿kWh，2013和2014年年输送电量分别达293亿kWh、298亿kWh，两年中利用小时数都已接近6000h，发挥了巨大的经济、环境以及社会效益。
2014年南方电网又建成了糯扎渡—广东±800kV特高压直流输电工程，形成了“西电东送”八交八直输送通道。
一．特高压直流输电对电网的影响（一）特高压直流与系统风险南方电网在“十五”期间形成了“六交三直”交直流并联运行的“西电东送”通道，多回直流同时馈入受端电网，交直流系统相互影响问题比较突出。
“十一五”末期，随着云广特高压直流双极投产，南方电网远距离大容量的直流输电特点更为显著，表现出强直弱交的特性。
“十二五”末期，南方电网形成“八交八直”西电东送主网架，总体来说电网抵御简单事故的能力更强，但与大容量直流相关的系统风险加大。
±800千伏特高压直流输电原理
一、直流输电系统
直流输电系统是特高压直流输电的核心组成部分，主要由换流站、输电线路和控制系统等组成。
二、换流站设备
换流站设备是直流输电系统的关键设备，包括换流变压器、换流阀、直流滤波器、无功补偿装置等。
换流阀是换流站的核心设备，通过控制换流阀的开通和关断，可以实现直流电和交流电的转换。
三、输电线路
特高压直流输电的输电线路采用架空线路或电缆线路，具有传输距离远、输送容量大、电压等级高、输电效率高等优点。
四、控制系统
控制系统是直流输电系统的核心，它包括调节器、保护装置、测量装置等。
控制系统通过对输电线路的电压、电流等参数进行监测和控制，保证输电系统的稳定运行。
五、电力电子技术
特高压直流输电采用了大量的电力电子技术，包括脉宽调制技术、同步开关技术等。
这些技术的应用可以实现电力的高效传输和系统的稳定控制。
六、电磁环境
特高压直流输电的电磁环境影响较小，因为其采用直流输电方式,没有交流输电的谐波和无功功率等问题。
但是，在换流过程中会产生
一定的电磁噪声，需要采取措施进行降噪处理。
七、经济效益
特高压直流输电具有传输距离远、输送容量大等优点，可以大幅度降低电力传输的成本，提高能源利用效率。
同时，特高压直流输电还可以实现不同地区之间的电力互济，提高电力系统的整体效益。
特高压直流输电控制系统结构配置分析胡 铭1,田 杰1,曹冬明1,李海英1,黎小林2,赵曼勇2(1.南京南瑞继保电气有限公司,江苏省南京市211100;2.中国南方电网有限责任公司,广东省广州市510623)摘要:为了提高特高压直流输电系统可靠性,对特高压直流控制系统结构配置进行了分析。
在常规直流输电控制系统的基础上提出3种特高压直流控制系统的结构配置方案,并在主机数、负载率、可靠性、信息交换量和系统复杂度方面进行了对比,得到双极/极控制与高低压12脉动阀组控制独立设置的直流控制系统优化配置方案。
通过对控制系统进行分层设置及软件合理分布,降低了控制系统各部分之间的耦合,提高了系统可靠性。
该优化配置方案在±800kV 特高压仿真系统控制样机上得到了验证,研究成果将运用于实际工程,以满足特高压直流系统高可靠性的要求。
关键词:特高压直流输电;控制系统;结构配置;优化;可靠性中图分类号:TM721收稿日期:2008207230;修回日期:2008210207。
“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAA02A30)。
0 引言从节约宝贵的输电走廊资源、提高输电资源的利用率出发,建设±800kV 特高压直流输电工程是中国电力工业发展的必由之路[123]。
±800kV 特高压直流工程与常规±500kV 直流工程的最大不同在于特高压直流采用了双12脉动阀组串联的一次主回路,输电容量可高达5.0GW ～7.2GW ,如此大容量的电力输送对直流输电系统的能量可用率和系统可靠性提出了极高的要求[426]。
从目前国内外已有的超高压直流输电系统运行经验来看,直流控制保护系统是影响直流输电系统能量可用率和系统可靠性的重要因素[7]。
在国内运行的直流输电系统中,也多次出现设备故障导致直流输电系统停运的事故,对电网稳定和经济运行造成了重大不利影响,其中直流输电控制保护系统也是导致事故的主要原因之一[829]。
目前,国际上尚无商业运行的±800kV 特高压直流输电工程。
本文在总结常规直流输电控制保护系统经验的基础上,根据±800kV 直流输电工程的特点和对控制系统的要求,着重对特高压直流输电控制系统结构配置进行了优化,提出满足特高压直流输电系统工程建设和运行要求的控制系统结构配置方案,为特高压直流控制保护系统的工程应用打下坚实的基础,并使国内特高压直流控制保护系统的研究走在世界前列。
1 特高压直流输电控制系统特点图1为±800kV 特高压直流系统的一次主接线图。
图1(b )为一个站的换流阀部分的详细示意图。
图1 特高压直流主接线Fig.1 Main diagram of UHV DC system±800kV 特高压直流工程中采用的是每极2个12脉动阀组/换流单元串联的主接线形式,每个阀组电压为±400kV 。
由于±800kV 特高压直流系统主回路与常规±500kV 高压直流系统有所不同,因此,特高压直流系统控制有很多方面区别于常规直流输电,主要包括:1)控制系统的设计必须满足特高压直流工程各种运行方式的要求,并根据实际应用的运行方式,采用技术手段避免误操作到其他运行方式。
2)控制系统以每个12脉动换流单元为基本单元进行配置,各12脉动换流单元的控制功能的实现和保护配置相互独立,以利于单独退出单12脉动换流单元而不影响其他设备的正常运行;同时,各12脉动控制和保护系统间的物理连接尽量简化。
3)控制系统的分层结构设计应适应±800kV—88—第32卷 第24期2008年12月25日Vol.32 No.24Dec.25,2008直流输电工程高可靠性的要求,单一元件的故障不能导致直流系统中任何12脉动换流单元退出运行;在高层控制单元故障时,12脉动控制单元应能仍然维持直流系统的当前运行状态继续运行,或根据运行人员的指令退出运行。
4)软件功能满足±800kV 直流输电工程串联阀组的带电投入和退出的要求,当一个极/换流单元的装置检修(含退出运行、检修和再投入3个阶段)时,不会对继续运行的另一极或本极另一换流单元的运行方式产生任何限制,也不会导致另一极或本极另一换流单元任何控制模式或功能的失效,更不会引起另一极或本极另一换流单元的停运。
±800kV 特高压直流输电工程采用每极双12脉动换流器串联结构,具有多种运行方式。
为了实现整个系统运行高度灵活性和最大可用率,需要对直流控制系统结构和软件功能划分进行优化,以实现功能的合理分布、系统间独立,控制保护功能不会因某单一部分故障而丧失,确保整个二次系统可靠稳定运行。
2 特高压直流输电控制系统分层特高压直流输电控制系统满足IEC 60633—1998对直流控制系统的分层结构的定义,即直流控制系统功能可分为AC/DC 系统层、区域层、高压直流双极控制层、高压直流极控制层和换流器控制层,如图2所示。
图2 控制系统分层Fig.2 Hierarchy of ±800kV UHV DC control system在物理上,控制功能尽可能配置到较低的控制层次。
与双极功能有关的装置尽可能分设到极和换流单元控制层,使得与双极功能有关的装置减至最少,甚至完全取消。
当发生任何单重电路故障时,不会使2个极都受到扰动。
图2中每一个换流器控制(valve cont rol )实现对一个12脉动换流单元/阀组的控制。
换流阀控制级是对各个阀分别设置的等级最低的控制层次。
由低电位阀控制单元(通常称为VB E )和高电位控制单元(通常称为TE )2个部分构成。
换流器控制级是直流输电系统一个换流单元的控制层次,用于换流器的触发控制。
主要控制功能有:换流器触发控制、定电流控制;定关断角控制;直流电压控制;触发角、直流电压、直流电流最大值和最小值限制控制;换流单元闭锁和解锁顺序控制等。
极控制级是直流输电系统一个极的控制层次。
极控制级的主要功能有:1)经计算向换流器控制级提供电流整定值,控制直流输电系统的电流。
主控制站的电流整定值由功率控制单元给定或人工设置,并通过通信设备传送到从控制站。
2)直流输电功率控制。
3)极启动和停运控制。
4)故障处理控制,包括移相停运和自动再启动控制、低压限流控制等。
5)各换流站同一极之间的远动和通信,包括电流整定值和其他连续控制信息的传输、交直流设备运行状态信息和测量值的传输等。
双极控制级是双极直流输电系统中同时控制2个极的控制层次。
与双极功能有关的装置尽可能都分设到极控制层,使得与双极功能有关的装置减至最少。
主要功能有:设定双极的功率定值、2极的电流平衡控制、极间功率转移控制、换流站无功功率和交流母线电压控制等。
AC/DC 系统层和区域层控制为直流输电控制系统中高级别控制层次,主要实现直流调制控制及多条直流线路之间的协调控制。
3 特高压直流输电控制系统结构配置方案优化由于特高压工程的主接线采用每极双12脉动阀组串联结构,对于此种接线方式,按照上述直流控制系统的分层结构的定义,为每一极配置一套极控系统。
每套极控系统按功能分为双极控制层、极控制层和阀组控制层等3个层次。
对于双极/极控制层,特高压工程仍采用与传统超高压直流工程相同的设计,与双极功能有关的装置尽可能都分设到极控制层,以保证当发生任何单—98—・工程应用・ 胡 铭,等 特高压直流输电控制系统结构配置分析重电路故障时不会使2个极都受到扰动。
因此,特高压直流控制系统硬件结构实际上存在双极/极控制层和阀组控制层2层,每层可以分别设置单独的控制主机,也可以根据层与层之间的控制关系适当加以组合,可以有以下几种结构配置方案。
3.1 控制系统结构配置方案1该方案直流控制系统结构如图3所示。
图3 直流控制系统结构配置方案1Fig.3 The f irst scheme of UHV DC control在这种直流控制系统结构中,为每个极设置了一台控制主机。
该主机负责实现双12脉动阀组完整的控制功能,包括双极控制功能、极控制功能、低压阀组的控制功能和高压阀组的控制功能。
由于只设置了一台控制主机,本结构显得十分简单。
2个阀组控制之间的通信、阀组控制与极控制之间的通信都是在主机内部完成,大大简化了主机与外部的通信量。
但是,由于所有功能都集成在一台主机中,不可避免地带来主机负载的大幅提升。
在仿真实验室中的试验也表明,这种结构形式下的控制主机负载较重,主机负载率大于80%。
另外,所有控制功能都集成在一台主机中,如果该主机出现故障,则2个阀组可能均需要停运。
这种结构带来的特高压直流输电控制系统可靠性的大幅降低也是不能接受的。
3.2 控制系统结构配置方案2该方案直流控制系统结构如图4所示。
图4 直流控制系统结构方案2Fig.4 The second scheme of UHV DC control在这种直流控制系统结构中,为每极设置了2台控制主机,每台控制主机中都集成了双极控制功能、极控制功能和单个阀组控制功能。
与前一种结构相比,2个阀组的控制功能分布到了2台主机中,同时,2台主机中又都有双极/极控制功能。
任一阀组主机故障时,另一阀组仍能正常运行。
系统的可靠性有了较大的提高。
由于设置了2台主机,每台主机的负载率均较前一种结构有所降低。
实验室的试验表明,此时各主机的主CPU 的负载量仍偏高,主机负载率大于50%。
同时,由于2台主机中都存在双极/极控制功能,正常运行时只能是处于主控状态的一台阀组主机起作用。
为了获得处于主控控制状态主机的双极/极控制功能的相关状态信息,以及需要通过极间、站间通信交换的数字信号、模拟信号等,另一阀组控制主机必须从该主机读取大量信息,以实现极间、站间的信号交换,从而会导致主机间的通信量大增。
因此,两台主机间的通信交换不仅要实现阀组间控制功能的协调,还有满足极间、站间信号交换的要求;并且考虑到冗余系统设计时,系统间、阀组间、极间、站间主机的通信连接和切换非常复杂。
3.3 控制系统结构配置方案3该方案直流控制系统结构如图5所示。
图5 直流控制系统结构配置方案3Fig.5 The third scheme of UHV DC control为了提高直流系统运行的可靠性,对于每个串联的12脉动阀组采用在物理上相互独立的换流阀控制单元,即阀组控制级采用相互独立的装置实现,结构如图5所示。
由一台主机完成双极/极控制级的功能,包括功率/电流指令的计算和分配、站间电流指令的协调、站无功设备的投切控制、站极直流顺序控制功能等。
双极/极控制将计算得到的电流指令送到下一层次的阀组控制主机。
阀组控制功能实现换流器阀组运行所必需的控制功能和阀触发功能,主要包括对直流电流、直流电压、熄弧角等的闭环控制,以及阀组的解锁、闭锁等功能,阀组控制还具有手动方式的电流升降功能,作为在双极/极控制主机故障情况下的后备功能。
