CN103441487A - 一种高压侧阀组投入和退出运行的方法 - Google Patents

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汤凡
史华勃
丁理杰
滕予非
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Abstract

本发明涉及直流输电系统，具体涉及满足特高压直流输电工程输电可靠性和可用率要求的一种高压侧阀组投入和退出运行的方法，其中高压侧阀组投入运行的方法包括以下步骤：特高压直流输电系统在收到投入运行的命令后，整流侧先于逆变侧解锁；整流侧极控系统在收到解锁命令后，立即发出分高速旁路开关的命令；随后进入高速旁路开关触点分离过程等步骤。本发明实现了特高压直流输电工程串联阀组中的低压侧阀组运行，高压侧阀组投入/退出的控制顺序逻辑，该顺序控制逻辑清晰明了、便于工程实现，满足特高压直流输电工程的实际要求，同时可提高特高压直流输电系统的可靠性和可用率。

Description

一种高压侧阀组投入和退出运行的方法
技术领域
本发明涉及直流输电系统，具体涉及满足特高压直流输电工程输电可靠性和可用率要求的一种高压侧阀组投入和退出运行的方法。
背景技术
特高压直流输电与传统的高压直流输电相比，电压等级更高，传输距离更大，输送的容量更大，线路损耗更小，节省占地走廊，提高了运行的经济性。由于电压等级的升高也对相关的电气设备制造工艺和设备的外绝缘特性都提出了新的要求。为了满足新要求，特高压直流系统每极采用2个12脉动阀组串联接线，并增设了旁路断路器和隔离开关。因此特高压直流的运行方式也更加复杂。
特高压直流输电系统中，每极的2个12脉动换流器（高压侧阀组和低压侧阀组）实施共同控制，即采用的是单极只配置一组换流器控制的控制方式。在实际工程中，该控制方式能减少控制设备的投入；从操作和人员培训上考虑，和常规超高压有更好的通用性；而且容易做到2个阀组之间的触发脉冲一致，使2个12脉动换流器平衡运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压侧阀组投入和退出运行的方法，解决现有特高压直流输电系统中，12脉动换流器的高压侧阀组投入/退出方式容易造成直流运行参数大幅度的波动，安全性低，以及稳定性低的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高压侧阀组投入运行的方法，包括以下步骤：
步骤一，特高压直流输电系统在收到投入运行的命令后，整流侧先于逆变侧解锁；
步骤二，整流侧极控系统在收到解锁命令后，立即发出分高速旁路开关的命令；随后进入高速旁路开关触点分离过程；
步骤三，经过T0延时后发出释放触发脉冲信号，并将触发角限制在70°时间维持T1，解除触发角限制后即进入定电流控制状态，同时串入限速模块，以限制触发角变化速率；
步骤四，经过T2延时，退出限速模块，正常的电流控制器起作用；
步骤五，逆变侧在整流侧发出分高速旁路开关的命令T3后向系统发出分高速旁路开关的命令；
步骤六，经过T4延时后发出释放触发脉冲信号，并将触发角限制在70°时间维持T5；
步骤七，在解除触发角限制后进入定电压控制模式，同时串入限速模块和限幅模块，限制触发角变化幅值和速率，该阀组由整流运行状态转入逆变运行状态；
步骤八，经过T6延时后，退出限速模块和限幅模块，同时切换定电压控制器的电压整定值，此时全压电压控制器起作用。
一种高压侧阀组退出运行的方法包括以下步骤：
步骤一，特高压直流输电系统在收到退出高压侧阀组命令后，逆变侧将要退出的阀组触发角调整到90°，使直流电压迅速下降，同时切换定电压控制器的电压整定值至半压运行电压；
步骤二，整流侧检测如果没有禁止投旁通对信号，T7后将旁通对投入，同时将要退出的阀组触发角调整到90°，并发出合高速旁路开关命令，随后进入高速旁路开关触点闭合过程；
步骤三，在整流侧投入旁通对T8后，逆变侧检测如果没有禁止投旁通对信号将旁通对投入，T9后发出合高速旁路开关命令，随后进入高速旁路开关触点闭合过程；
步骤四，待直流电流从阀组转移到旁路开关后，直流系统进入正常控制状态；
步骤五，两侧在逆变侧开始调整阀组触发角后T10闭锁阀组。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了特高压直流输电工程串联阀组中的低压侧阀组运行，高压侧阀组投入/退出的控制顺序逻辑，该顺序控制逻辑清晰明了、便于工程实现，满足特高压直流输电工程的实际要求，同时可提高特高压直流输电系统的可靠性和可用率。
附图说明
图1为特高压直流系统3/4运行方式示意图。
图2为单极运行时，整流侧高压侧阀组投入过程简图。
图3为单极运行时，整流侧高压侧阀组退出过程简图。
图4为整流侧高压侧阀组投入过程控制框图。
图5为逆变侧高压侧阀组投入过程控制框图。
图6为逆变侧定电压控制整定值切换框图。
图7为高压侧阀组投入时仿真波形。
图8为高压侧阀组退出时仿真波形。
图7和图8中，Udcr、Idcr分别为整流侧直流线路出口处直流电压、直流电流；Udci、Idci分别为逆变侧直流线路出口处直流电压、直流电流；ARD1、ARD2分别为整流侧高压侧阀组触发角、低压侧阀组触发角；GMIS1、GMIS2分别为逆变侧高压侧阀组关断角、低压侧阀组关断角。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在天气恶劣或者设备绝缘水平降低的情况下，常规超高压可以通过降低电压整定值实现降压运行方式。而对于特高压2个12脉动阀组串联的接线方式，可以通过退出整流侧和逆变侧对应的高压侧阀组的方法实现降压安全运行，即3/4运行方式。如图1所示，3/4运行方式能够提高特高压的可靠性和可用性，3/4运行方式就必须涉及到高压侧阀组的投入/退出的控制策略，下面以单极整流侧阀组为例，主要示意了换流器和高压侧阀组投入/退出过程中需要的断路器，省略了其他开关，V1为高压侧阀组，V2为低压侧阀组，C1和C2为高速旁路开关。
现设定特高压直流输电系统中单极低压侧阀组处于运行状态：直流电压为400kV，直流电流为1000A，直流功率为400MW；当高压侧阀组投入成功后，单极的两个阀组都处于运行状态，直流系统采用定功率控制模式，直流电压为800kV，直流电流为500A，直流功率为400MW。
图2示出了一种高压侧阀组投入运行的方法，包括以下步骤：
步骤一，特高压直流输电系统在收到投入运行的命令后，整流侧先于逆变侧解锁，如图2（a）所示；
步骤二，整流侧极控系统在收到解锁命令后，立即发出分高速旁路开关的命令；随后进入高速旁路开关触点分离过程；
步骤三，经过40ms（即T0）延时后发出释放触发脉冲信号，并将触发角限制在70°时间维持8ms（即T1），此时V1和高速旁路开关C1中流过的电流方向相反，如图2（b）所示，电流过零后旁路开关成功断开，上下两个阀组的电流接续，如图2（c）所示，解除触发角限制后即进入定电流控制状态，同时串入限速模块，如图4所示，以限制触发角变化速率，；
步骤四，经过255ms（即T2）延时，退出限速模块，正常的电流控制器起作用；
步骤五，逆变侧在整流侧发出分高速旁路开关的命令10ms（即T3）后向系统发出分高速旁路开关的命令；
步骤六，经过40ms（即T4）延时后发出释放触发脉冲信号，并将触发角限制在70°时间维持8ms（T5），过程和整流侧相同，如图2（b）所示；
步骤七，上下两个阀组的电流成功接续，如图2（c）所示，在解除触发角限制后进入定电压控制模式，同时串入限速模块和限幅模块，如图5所示，限制触发角变化幅值和速率，该阀组由整流运行状态转入逆变运行状态；
步骤八，经过245ms（即T6）延时后，退出限速模块和限幅模块，同时切换定电压控制器的电压整定值，如图6所示，此时全压电压控制器起作用，由图7示出的高压侧阀组投入时整流侧和逆变侧仿真波形，可以看出，投入过程的调整时间比较短，约600ms系统已进入稳定运行状态。
再设定高压侧阀组退出前直流系统的运行状态为:单极的四个阀组都处于运行状态，直流电压为800kV，直流电流为500A，直流功率为400MW；当阀组退出成功后，两侧的高压侧阀组停运被旁路，两个低压侧阀组保持运行，直流系统采用定功率控制模式，直流电压为400kV，直流电流为1000A，直流功率为400MW。
图3示出了一种高压侧阀组退出运行的方法，包括以下步骤：
步骤一，直流系统的初始运行工况如图3（a）所示，特高压直流输电系统在收到退出高压侧阀组命令后，逆变侧将要退出的阀组触发角调整到90°，使直流电压迅速下降，同时切换定电压控制器的电压整定值至半压运行电压，如图6所示；
步骤二，整流侧检测如果没有禁止投旁通对信号，10ms（即T7）后将旁通对投入，同时将要退出的阀组触发角调整到90°，并发出合高速旁路开关命令，随后进入高速旁路开关触点闭合过程，如图3（b）所示，此时直流电流从换流器V1和高速旁路开关C1中流过；
步骤三，在整流侧投入旁通对10ms（即T8）后，逆变侧检测如果没有禁止投旁通对信号将旁通对投入，10ms（即T9）后发出合高速旁路开关命令，随后进入高速旁路开关触点闭合过程，和整流侧过程相同，如图3（b）所示；
步骤四，待直流电流从阀组转移到旁路开关后，如图3（c）所示，直流系统进入正常控制状态；
步骤五，两侧在逆变侧开始调整阀组触发角后后220ms（即T10）闭锁阀组。由图8示出的高压侧阀组退出时整流侧和逆变侧仿真波形，可以看出：调整时间都比较短，约500ms系统已进入稳定运行状态。

Claims (2)

1.一种高压侧阀组投入运行的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，特高压直流输电系统在收到投入运行的命令后，整流侧先于逆变侧解锁；
步骤二，整流侧极控系统在收到解锁命令后，立即发出分高速旁路开关的命令；随后进入高速旁路开关触点分离过程；
步骤三，经过T0延时后发出释放触发脉冲信号，并将触发角限制在70°时间维持T1，解除触发角限制后即进入定电流控制状态，同时串入限速模块，以限制触发角变化速率；
步骤四，经过T2延时，退出限速模块，正常的电流控制器起作用；
步骤五，逆变侧在整流侧发出分高速旁路开关的命令T3后向系统发出分高速旁路开关的命令；
步骤六，经过T4延时后发出释放触发脉冲信号，并将触发角限制在70°时间维持T5；
步骤七，在解除触发角限制后进入定电压控制模式，同时串入限速模块和限幅模块，限制触发角变化幅值和速率，该阀组由整流运行状态转入逆变运行状态；
步骤八，经过T6延时后，退出限速模块和限幅模块，同时切换定电压控制器的电压整定值，此时全压电压控制器起作用。
2.一种高压侧阀组退出运行的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，特高压直流输电系统在收到退出高压侧阀组命令后，逆变侧将要退出的阀组触发角调整到90°，使直流电压迅速下降，同时切换定电压控制器的电压整定值至半压运行电压；
步骤二，整流侧检测如果没有禁止投旁通对信号，T7后将旁通对投入，同时将要退出的阀组触发角调整到90°，并发出合高速旁路开关命令，随后进入高速旁路开关触点闭合过程；
步骤三，在整流侧投入旁通对T8后，逆变侧检测如果没有禁止投旁通对信号将旁通对投入， T9后发出合高速旁路开关命令，随后进入高速旁路开关触点闭合过程；
步骤四，待直流电流从阀组转移到旁路开关后，直流系统进入正常控制状态；
步骤五，两侧在逆变侧开始调整阀组触发角后T10闭锁阀组。
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