直流輸電-4-控制.

1、1高壓直流輸電高壓直流輸電第四章第四章 直流輸電控制直流輸電控制毛承雄毛承雄2010年年9月月26日日2雙極直流輸電系統(tǒng)雙極直流輸電系統(tǒng)3雙極直流輸電換流站系統(tǒng)雙極直流輸電換流站系統(tǒng)4直流輸電系統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)維持直流電流整流側(cè)維持直流電流逆變側(cè)維持直流電壓逆變側(cè)維持直流電壓直流傳輸功率直流傳輸功率決定決定4-1 直流輸電控制方式直流輸電控制方式 控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)是HVDC的中樞的中樞整流站、逆變站整流站、逆變站換流站換流站5總體來講，直流輸電系統(tǒng)總體來講，直流輸電系統(tǒng)整流側(cè)維持直流電流整流側(cè)維持直流電流逆變側(cè)維持直流電壓逆變側(cè)維持直流電壓直流傳輸功率直流傳輸功率決定決定整流側(cè)：整流側(cè)：

2、l 直流電流控制直流電流控制 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 維持維持 Id 恒定恒定l 直流功率控制直流功率控制 根據(jù)運行電壓根據(jù)運行電壓 計算計算 Id 給定值給定值 維持維持Pd恒定恒定l 直流電壓控制直流電壓控制 只有當(dāng)直流系統(tǒng)電壓過電壓才起作用只有當(dāng)直流系統(tǒng)電壓過電壓才起作用l 角最小控制角最小控制 整流側(cè)交流電壓整流側(cè)交流電壓或逆變側(cè)交流電壓或逆變側(cè)交流電壓，整流側(cè)不能繼續(xù)維持維，整流側(cè)不能繼續(xù)維持維持持 Id 恒定，轉(zhuǎn)入恒定，轉(zhuǎn)入角最小控制角最小控制 ，同時退出，同時退出直流電流控制直流電流控制。一般。一般min =5 =5l 無功功率控制或慢速交流電壓控制無功功率控制或慢速交流電壓控制 只選一種，調(diào)

3、節(jié)濾波器組數(shù)只選一種，調(diào)節(jié)濾波器組數(shù) 改改變無功。強交流系統(tǒng)選無功功率控制變無功。強交流系統(tǒng)選無功功率控制l 換流變壓器換流變壓器分接頭分接頭控制控制 調(diào)節(jié)交流電壓調(diào)節(jié)交流電壓 維持維持在給定范圍變化，或保在給定范圍變化，或保持閥側(cè)空載電壓恒定持閥側(cè)空載電壓恒定l 地電流平衡控制地電流平衡控制 雙極運行時，調(diào)整兩極雙極運行時，調(diào)整兩極，保持地電流，保持地電流1且足夠大，一次調(diào)節(jié)（過調(diào)節(jié)）就使且足夠大，一次調(diào)節(jié)（過調(diào)節(jié)）就使0 0 K1，平穩(wěn)調(diào)節(jié)使，平穩(wěn)調(diào)節(jié)使0 暫態(tài)情況暫態(tài)情況 NdEI換相失敗換相失敗另外，在換流站一些操作另外，在換流站一些操作 電壓畸變電壓畸變 操作前瞬時加大操作前瞬時加大

4、角檢測角檢測非線性非線性故障控制故障控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器dINE 0 ku dtdEdtdINd,引入引入 0 死區(qū)死區(qū)23逆變側(cè)逆變側(cè)重疊角重疊角整流側(cè)整流側(cè)重疊角重疊角24三、定三、定電壓調(diào)節(jié)原理電壓調(diào)節(jié)原理 PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器0dU PKkudU與定電流控制類似，只是輸入信號為直流電壓。與定電流控制類似，只是輸入信號為直流電壓?？梢跃S持直流線路末端電壓恒定，也可以維持線路首端。可以維持直流線路末端電壓恒定，也可以維持線路首端。直流電壓：測量、通信或近似計算直流電壓：測量、通信或近似計算Ud=Udn+IdRL，只是線，只是線路電阻隨溫度變化，難以準(zhǔn)確知道路電阻隨溫度變化，難以準(zhǔn)確知道25四、換

5、流變分接頭調(diào)節(jié)四、換流變分接頭調(diào)節(jié)整流側(cè)換流變?nèi)绻潭ㄗ儽龋赫鱾?cè)換流變?nèi)绻潭ㄗ儽龋寒?dāng)交流電壓和直流電壓發(fā)生偏移或改變直流傳輸功率當(dāng)交流電壓和直流電壓發(fā)生偏移或改變直流傳輸功率 變化很大變化很大 過大過大 消耗無功消耗無功，直流電壓諧波，直流電壓諧波 過小過小 縮小控制范圍縮小控制范圍 正常值正常值15o通過分接頭調(diào)整使通過分接頭調(diào)整使 在一定范圍變化，如：在一定范圍變化，如：12.5o 17.5o整流側(cè)工作原理：整流側(cè)工作原理：當(dāng)當(dāng) 上限時上限時 調(diào)調(diào)1檔分接頭，檔分接頭，AC電壓電壓 一般來講，當(dāng)一般來講，當(dāng) =下限或上限時，調(diào)下限或上限時，調(diào)1檔使檔使 = 15o左右。每一檔交流電左右

6、。每一檔交流電壓變化壓變化 1% 1.25%，太大會引起頻繁往復(fù)調(diào)節(jié)。，太大會引起頻繁往復(fù)調(diào)節(jié)?？偟淖兓秶偟淖兓秶?15% 20%。如果考慮降壓運行，變化范圍更大。如果考慮降壓運行，變化范圍更大26主要調(diào)節(jié)方式：主要調(diào)節(jié)方式：（1）保持換流變閥側(cè)空載電壓恒定）保持換流變閥側(cè)空載電壓恒定 分接頭主要用于分接頭主要用于AC電壓的波動，故分接頭調(diào)節(jié)一般較少，所要求分接電壓的波動，故分接頭調(diào)節(jié)一般較少，所要求分接頭調(diào)節(jié)范圍也較小。負(fù)載波動由頭調(diào)節(jié)范圍也較小。負(fù)載波動由或或調(diào)整。分接頭調(diào)節(jié)不頻繁，延長壽命。調(diào)整。分接頭調(diào)節(jié)不頻繁，延長壽命。（2）保持控制角（）保持控制角（或或）在一定范圍變化）在一

7、定范圍變化 分接頭調(diào)整使分接頭調(diào)整使 或或 在一定范圍變化在一定范圍變化 Q ；交直流諧波；交直流諧波 直流系統(tǒng)性能好，但分接頭調(diào)整頻繁且調(diào)整范圍要大。直流系統(tǒng)性能好，但分接頭調(diào)整頻繁且調(diào)整范圍要大。我國基本采用第（我國基本采用第（2）種調(diào)節(jié)方式）種調(diào)節(jié)方式逆變側(cè)工作原理：逆變側(cè)工作原理：當(dāng)當(dāng) 上限時上限時 調(diào)調(diào)1檔分接頭，檔分接頭，AC電壓電壓 一般來講，當(dāng)一般來講，當(dāng) =下限或上限時，調(diào)下限或上限時，調(diào)1檔使檔使 = 17o左右。每一檔交流電左右。每一檔交流電壓變化壓變化 1% 1.5%，太大會引起頻繁往復(fù)調(diào)節(jié)。，太大會引起頻繁往復(fù)調(diào)節(jié)。分接頭調(diào)節(jié)速度：一般為分接頭調(diào)節(jié)速度：一般為1秒或幾

8、秒，避免與定秒或幾秒，避免與定Id、定、定調(diào)節(jié)相干擾調(diào)節(jié)相干擾27天廣天廣HVDC分接頭調(diào)節(jié)：分接頭調(diào)節(jié)： Z：=13=13o 17o ， 17o上調(diào)，上調(diào)， 返回返回15.4o N：=17.5=17.5o 21.5o ，21.5o上調(diào)，返回上調(diào)，返回19.1o天廣分接頭動作次數(shù)對比天廣分接頭動作次數(shù)對比 極極I（定（定） 極極II（定電壓）（定電壓）2002-8-367352002-8-427 72002-8-567252002-8-657222002-8-760192002-8-8592128五、定功率控制原理五、定功率控制原理電力系統(tǒng)運行通常按輸送功率規(guī)劃，定電力系統(tǒng)運行通常按輸送功率規(guī)

9、劃，定Pd仍然是以定仍然是以定Id為基礎(chǔ)為基礎(chǔ)計算計算0dIdI 測量測量0dPdU測量測量dddIUP 要求：要求：設(shè)置最大電流值，設(shè)置最大電流值，1.0pu1.2pu，防過載，防過載設(shè)置最小電流值，設(shè)置最小電流值，0.1pu0.2pu，防電流間斷，防電流間斷穩(wěn)定電流控制穩(wěn)定電流控制ABdUdI定定Pd定定工作點工作點B不穩(wěn)定，低壓大電流不穩(wěn)定，低壓大電流工作點工作點A穩(wěn)定穩(wěn)定29六、起?？刂屏⑵鹜？刂?起?？刂浦饕ㄖ绷鬏旊娤到y(tǒng)從停運狀態(tài)變到運行狀態(tài)起?？刂浦饕ㄖ绷鬏旊娤到y(tǒng)從停運狀態(tài)變到運行狀態(tài)以及輸送功率從零增加給定值或從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)變到停運狀態(tài)的以及輸送功率從零增加給定值或從運行

10、狀態(tài)轉(zhuǎn)變到停運狀態(tài)的控制功能。直流輸電系統(tǒng)的起停包括正常起動、正常停運、故控制功能。直流輸電系統(tǒng)的起停包括正常起動、正常停運、故障緊急停運和自動再起動等。障緊急停運和自動再起動等。 RC Cu0dIt0dIt0dI直流電流給定值指數(shù)（線性）變化直流電流給定值指數(shù)（線性）變化30 直流輸電系統(tǒng)的起動，采用逐漸升壓的方式，以避免產(chǎn)生過電壓。通直流輸電系統(tǒng)的起動，采用逐漸升壓的方式，以避免產(chǎn)生過電壓。通常用逐漸增大整流器電流調(diào)節(jié)器的電流整定值，使整流器的直流電流隨著常用逐漸增大整流器電流調(diào)節(jié)器的電流整定值，使整流器的直流電流隨著增大的方法起動。增大的方法起動。 起動的過程主要步驟如下：起動的過程主要

11、步驟如下：1. 兩側(cè)換流站換流變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器分別合閘，使換流變壓器和換流閥兩側(cè)換流站換流變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器分別合閘，使換流變壓器和換流閥帶電；帶電；2. 兩側(cè)換流站分別進(jìn)行直流側(cè)開關(guān)設(shè)備操作，以實現(xiàn)直流回路連接；兩側(cè)換流站分別進(jìn)行直流側(cè)開關(guān)設(shè)備操作，以實現(xiàn)直流回路連接；3. 兩側(cè)換流站分別投入適量的交流濾波器支路；兩側(cè)換流站分別投入適量的交流濾波器支路；4. 起動逆變器，并使起動逆變器，并使角等于最大上限值（上限值小于或等于角等于最大上限值（上限值小于或等于90），），然后按然后按=90=90觸發(fā)整流器，同時便調(diào)節(jié)器的電流整定值按指數(shù)上升。觸發(fā)整流器，同時便調(diào)節(jié)器的電流整定值按指數(shù)上升。5.

12、通過電流調(diào)節(jié)器的作用，整流器的直流電流跟隨上升。在逆變側(cè)，當(dāng)通過電流調(diào)節(jié)器的作用，整流器的直流電流跟隨上升。在逆變側(cè)，當(dāng)直流電流大于不連續(xù)電流值后，起動裝置便自動地逐步減小直流電流大于不連續(xù)電流值后，起動裝置便自動地逐步減小角。角。6. 當(dāng)直流電壓電流都抵達(dá)額定值，當(dāng)直流電壓電流都抵達(dá)額定值，調(diào)節(jié)器將調(diào)節(jié)器將角調(diào)到角調(diào)到0后，起動過程后，起動過程便告結(jié)束。這種起動方式稱為軟起動。起動時間一般為便告結(jié)束。這種起動方式稱為軟起動。起動時間一般為100ms 200ms 左右。左右。 當(dāng)起動開始階段，直流電流很小時，由于電流不連續(xù)，會引起過電壓，當(dāng)起動開始階段，直流電流很小時，由于電流不連續(xù)，會引起過

13、電壓，因此應(yīng)設(shè)法盡快越過電流間斷區(qū)（一般在額定電流因此應(yīng)設(shè)法盡快越過電流間斷區(qū)（一般在額定電流10以下）。以下）。 （）正常起動（）正常起動31 可以采用與軟起動相類的方法，使調(diào)節(jié)器電流整定值按指數(shù)規(guī)律下降?？梢圆捎门c軟起動相類的方法，使調(diào)節(jié)器電流整定值按指數(shù)規(guī)律下降。其主要步驟如下：其主要步驟如下：1. 通過整流側(cè)電流調(diào)節(jié)器，使直流電流跟隨整定值逐步下降，直至允許通過整流側(cè)電流調(diào)節(jié)器，使直流電流跟隨整定值逐步下降，直至允許運行的最小值；在此過程中，逐步切除交流濾波器組，以滿足無功平運行的最小值；在此過程中，逐步切除交流濾波器組，以滿足無功平衡的要求，逆變側(cè)的電流調(diào)節(jié)器也跟著使衡的要求，逆變側(cè)

14、的電流調(diào)節(jié)器也跟著使 角加大，直到達(dá)到上限值。角加大，直到達(dá)到上限值。2. 停送整流器的觸發(fā)脈沖，或者采用快速停止的方法，它是將整流器的停送整流器的觸發(fā)脈沖，或者采用快速停止的方法，它是將整流器的觸發(fā)相位快速地增加到觸發(fā)相位快速地增加到 = = 120150，使其轉(zhuǎn)入逆變運行狀態(tài)，于，使其轉(zhuǎn)入逆變運行狀態(tài)，于是平波電抗器和線路電感、電容中儲存的能量就迅速回送到交流系統(tǒng)。是平波電抗器和線路電感、電容中儲存的能量就迅速回送到交流系統(tǒng)。在逆變側(cè)，電流調(diào)節(jié)器也迅速地的把在逆變側(cè)，電流調(diào)節(jié)器也迅速地的把 角增加到上限值，以加速直流角增加到上限值，以加速直流側(cè)能量的施放，這樣直流側(cè)的電壓和電流便很快地下降

15、到零；側(cè)能量的施放，這樣直流側(cè)的電壓和電流便很快地下降到零；3. 當(dāng)直流電流等于零時，閉鎖逆變器觸發(fā)脈沖，并切除逆變側(cè)余下的交當(dāng)直流電流等于零時，閉鎖逆變器觸發(fā)脈沖，并切除逆變側(cè)余下的交流濾波器組；流濾波器組；4. 兩側(cè)換流站分別進(jìn)行直流側(cè)開關(guān)設(shè)備操作，使直流線路與換流器斷開；兩側(cè)換流站分別進(jìn)行直流側(cè)開關(guān)設(shè)備操作，使直流線路與換流器斷開；5. 兩側(cè)換流站分別進(jìn)行交流開關(guān)設(shè)備操作，跳開換流變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器。兩側(cè)換流站分別進(jìn)行交流開關(guān)設(shè)備操作，跳開換流變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器。 上述起停操作，均由起停程序控制設(shè)備自動地進(jìn)行。上述起停操作，均由起停程序控制設(shè)備自動地進(jìn)行。（二）正常停運（二）正常停運32 直

16、流輸電系統(tǒng)在運行中發(fā)生故障，保護(hù)裝置動作后的停運稱為故障緊直流輸電系統(tǒng)在運行中發(fā)生故障，保護(hù)裝置動作后的停運稱為故障緊急停運。其操作的主要目的是：迅速消除故障點的直流電??；跳開交急停運。其操作的主要目的是：迅速消除故障點的直流電?。惶_交流斷路器以與交流電源隔離。流斷路器以與交流電源隔離。 故障緊急停運過程是：故障緊急停運過程是： 迅速將整流器觸發(fā)相位快速地增加到迅速將整流器觸發(fā)相位快速地增加到 = = 120150，使其轉(zhuǎn)入逆變，使其轉(zhuǎn)入逆變運行狀態(tài)，稱之為快速移相?？焖僖葡嗪?，直流線路兩側(cè)都處于逆變狀態(tài)，運行狀態(tài)，稱之為快速移相?？焖僖葡嗪?，直流線路兩側(cè)都處于逆變狀態(tài)，將直流系統(tǒng)所儲存的能

17、量迅速送回兩側(cè)交流系統(tǒng)。當(dāng)直流電流下降到將直流系統(tǒng)所儲存的能量迅速送回兩側(cè)交流系統(tǒng)。當(dāng)直流電流下降到0后，后，分別閉鎖兩側(cè)換流器的觸發(fā)脈沖，繼而跳開兩側(cè)換流變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器，分別閉鎖兩側(cè)換流器的觸發(fā)脈沖，繼而跳開兩側(cè)換流變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器，達(dá)到緊急停運的目的。當(dāng)多橋換流器中只有一個或部分換流橋發(fā)生故障必達(dá)到緊急停運的目的。當(dāng)多橋換流器中只有一個或部分換流橋發(fā)生故障必須退出運行時，為使其它部分仍繼續(xù)運行，可同國旁路閥和旁通開關(guān)，將須退出運行時，為使其它部分仍繼續(xù)運行，可同國旁路閥和旁通開關(guān)，將故障部分隔離而退出工作。故障部分隔離而退出工作。 除由保護(hù)啟動的緊急停運外，還可以手動起動緊急停運。通常，

18、在換除由保護(hù)啟動的緊急停運外，還可以手動起動緊急停運。通常，在換流站主控制室內(nèi)設(shè)有手動緊急停運按鈕，當(dāng)發(fā)生危及人身或設(shè)備安全的事流站主控制室內(nèi)設(shè)有手動緊急停運按鈕，當(dāng)發(fā)生危及人身或設(shè)備安全的事件時，可通過手動操作緊急停運按鈕，實現(xiàn)緊急停運。件時，可通過手動操作緊急停運按鈕，實現(xiàn)緊急停運。（三）故障緊急停運（三）故障緊急停運33 自動再起動用于在直流架空線路瞬時故障時，迅速恢復(fù)送電的措施。自動再起動用于在直流架空線路瞬時故障時，迅速恢復(fù)送電的措施。直流輸電的自動再起動過程為：直流輸電的自動再起動過程為：1. 當(dāng)直流保護(hù)系統(tǒng)檢測到直流線路接地故障時，迅速將整流器的觸發(fā)角當(dāng)直流保護(hù)系統(tǒng)檢測到直流線路

19、接地故障時，迅速將整流器的觸發(fā)角快速移相到快速移相到120150，使整流器轉(zhuǎn)換為逆變器運行；，使整流器轉(zhuǎn)換為逆變器運行；2. 在兩側(cè)換流站均為逆變狀態(tài)運行時，直流系統(tǒng)儲存的電磁能量迅速返在兩側(cè)換流站均為逆變狀態(tài)運行時，直流系統(tǒng)儲存的電磁能量迅速返送到兩端交流系統(tǒng)，直流電流在送到兩端交流系統(tǒng)，直流電流在20ms 40ms內(nèi)降到內(nèi)降到0。3. 經(jīng)過預(yù)先整定的經(jīng)過預(yù)先整定的100150ms的弧道去游離時間后，按照一定的速度的弧道去游離時間后，按照一定的速度自動減小整流器的觸發(fā)角，使其恢復(fù)到整流運行，并迅速將直流電壓自動減小整流器的觸發(fā)角，使其恢復(fù)到整流運行，并迅速將直流電壓和電流升至故障前運行值（或

20、預(yù)定值）。和電流升至故障前運行值（或預(yù)定值）。4. 如果故障點絕緣未能及時恢復(fù)，在直流電壓升到故障前運行值時仍可如果故障點絕緣未能及時恢復(fù)，在直流電壓升到故障前運行值時仍可再次發(fā)生故障，這時還可以進(jìn)行第二次自動再起動。為了保證再起動再次發(fā)生故障，這時還可以進(jìn)行第二次自動再起動。為了保證再起動成功率，在第二次再起動時，可適當(dāng)加長整定的去游離時間，或減慢成功率，在第二次再起動時，可適當(dāng)加長整定的去游離時間，或減慢電壓上升速度；電壓上升速度；5. 如果第二次再起動仍不成功，可以進(jìn)行第三次，甚至第四次再起動。如果第二次再起動仍不成功，可以進(jìn)行第三次，甚至第四次再起動。若已達(dá)到預(yù)定的再起動次數(shù)，均未成功

21、，可認(rèn)為故障是連續(xù)性的，此若已達(dá)到預(yù)定的再起動次數(shù)，均未成功，可認(rèn)為故障是連續(xù)性的，此時就發(fā)出停運信號，使直流系統(tǒng)停運。時就發(fā)出停運信號，使直流系統(tǒng)停運。 由于控制系統(tǒng)的快速作用，直流輸電系統(tǒng)的自動再起動一般比交流系由于控制系統(tǒng)的快速作用，直流輸電系統(tǒng)的自動再起動一般比交流系統(tǒng)的自動重合閘時間要短，因而對兩端交流系統(tǒng)的沖擊也比較小。對于直統(tǒng)的自動重合閘時間要短，因而對兩端交流系統(tǒng)的沖擊也比較小。對于直流電纜線路，由于其故障多半是連續(xù)性的，因而不宜采用自動再起動。流電纜線路，由于其故障多半是連續(xù)性的，因而不宜采用自動再起動。（四）自動再起動（四）自動再起動34 由汞弧閥構(gòu)成的換流器，除了六個主閥

22、之外，大都裝有第七閥由汞弧閥構(gòu)成的換流器，除了六個主閥之外，大都裝有第七閥旁旁通閥。正常運行時，旁通閥處于閉鎖（不加觸發(fā)）狀態(tài)，因此不通電流，通閥。正常運行時，旁通閥處于閉鎖（不加觸發(fā)）狀態(tài)，因此不通電流，不影響換流器的工作。當(dāng)換流器發(fā)生故障時，旁通閥才被觸發(fā)導(dǎo)通，起保不影響換流器的工作。當(dāng)換流器發(fā)生故障時，旁通閥才被觸發(fā)導(dǎo)通，起保護(hù)主閥的作用。逆?。撮y發(fā)生反向?qū)ǎ┦枪￠y經(jīng)常發(fā)生的瞬時性故護(hù)主閥的作用。逆?。撮y發(fā)生反向?qū)ǎ┦枪￠y經(jīng)常發(fā)生的瞬時性故障，需依靠旁通閥加以保護(hù)。旁通閥也可用于直流系統(tǒng)的起停操作。障，需依靠旁通閥加以保護(hù)。旁通閥也可用于直流系統(tǒng)的起停操作。（五）旁通對在正常

23、起停中的應(yīng)用（五）旁通對在正常起停中的應(yīng)用 由可控硅構(gòu)成的換流器，不存在逆弧故障，可以用接在由可控硅構(gòu)成的換流器，不存在逆弧故障，可以用接在交流端同一相的上下兩閥同時觸發(fā)導(dǎo)通來代替旁通閥，稱為旁交流端同一相的上下兩閥同時觸發(fā)導(dǎo)通來代替旁通閥，稱為旁通對。其中通對。其中閥閥1和和4，3和和6以及以及2和和5三對均可選作三對均可選作旁通對旁通對。這。這樣就要省去價格昂貴的旁通閥。樣就要省去價格昂貴的旁通閥。 l 本來是本來是SCR3導(dǎo)通，但沒給導(dǎo)通，但沒給SCR3發(fā)觸發(fā)脈沖，故不能導(dǎo)通，發(fā)觸發(fā)脈沖，故不能導(dǎo)通，SCR1繼續(xù)導(dǎo)通繼續(xù)導(dǎo)通l 盡管給盡管給SCR4發(fā)了觸發(fā)脈沖，但這段時間發(fā)了觸發(fā)脈沖，但

24、這段時間uc-ua0，SCR4開始導(dǎo)通，旁通對形成開始導(dǎo)通，旁通對形成整流側(cè)：整流側(cè)： 初始狀態(tài)：初始狀態(tài)：SCR1&SCR2導(dǎo)通導(dǎo)通 投入投入SCR1 & SCR4旁通對旁通對 有延時，主要等閥承受正向電壓有延時，主要等閥承受正向電壓1352645i1i2i6i4i投入旁通對投入旁通對o0 buaucu1i3i2i6i6i投入旁通對投入旁通對buaucuSCR1 & SCR2導(dǎo)通時導(dǎo)通時投入投入SCR3 & SCR6：ub-ua0，SCR3立即導(dǎo)通；等立即導(dǎo)通；等uc-ub0，SCR6導(dǎo)通導(dǎo)通135264逆變側(cè)：逆變側(cè)： 由于閥大部分時間承由于閥大部分時間承受正向電壓，投入旁通對受正向電壓，

25、投入旁通對轉(zhuǎn)移速度較快轉(zhuǎn)移速度較快旁通對解鎖過程：旁通對解鎖過程：旁通對旁通對 正常正常解鎖后，令解鎖后，令=90=90- -/2 或或= =90-/2 ，平均電壓為，平均電壓為0但解鎖后的第一個脈沖發(fā)出要注意，否則會引起相當(dāng)大的沖擊電流但解鎖后的第一個脈沖發(fā)出要注意，否則會引起相當(dāng)大的沖擊電流37l 正常起動時旁通對的應(yīng)用正常起動時旁通對的應(yīng)用 利用旁通對起動直流系統(tǒng)的程序如下：當(dāng)發(fā)出起動指令時，首先將兩利用旁通對起動直流系統(tǒng)的程序如下：當(dāng)發(fā)出起動指令時，首先將兩側(cè)換流器的旁通對投入，直流線路便經(jīng)兩側(cè)旁通對短路。接著整流器解鎖，側(cè)換流器的旁通對投入，直流線路便經(jīng)兩側(cè)旁通對短路。接著整流器解鎖

26、，進(jìn)行軟起動。這時逆變器旁通對仍將直流線路短路，有利于電流盡快越過進(jìn)行軟起動。這時逆變器旁通對仍將直流線路短路，有利于電流盡快越過間斷區(qū)。待電流越過間斷區(qū)后解鎖逆變側(cè)，以后的過程和一般軟起動方式間斷區(qū)。待電流越過間斷區(qū)后解鎖逆變側(cè)，以后的過程和一般軟起動方式相同。相同。 換流器為雙橋串聯(lián)接線時，起動時整流器的一個橋先解鎖，通過另一換流器為雙橋串聯(lián)接線時，起動時整流器的一個橋先解鎖，通過另一橋的旁通對送出直流電流，然后第二個橋解鎖。這樣可以避免起動時第四橋的旁通對送出直流電流，然后第二個橋解鎖。這樣可以避免起動時第四個觸發(fā)的閥臂發(fā)生過電壓，這種過電壓在最惡劣的情況下可能達(dá)到個觸發(fā)的閥臂發(fā)生過電壓

27、，這種過電壓在最惡劣的情況下可能達(dá)到4倍的額倍的額定值。定值。l 正常停運時旁通對的應(yīng)用正常停運時旁通對的應(yīng)用 單橋六脈動直流系統(tǒng)的正常停止操作，開始時仍用上述的方法進(jìn)行，單橋六脈動直流系統(tǒng)的正常停止操作，開始時仍用上述的方法進(jìn)行，當(dāng)電流減小到接近間斷區(qū)時，始投入旁通對，使換流器越過間斷區(qū)而停止當(dāng)電流減小到接近間斷區(qū)時，始投入旁通對，使換流器越過間斷區(qū)而停止運行。運行。 由多個橋串聯(lián)組成的換流器，當(dāng)其中一個橋需退出運行時，可將其旁由多個橋串聯(lián)組成的換流器，當(dāng)其中一個橋需退出運行時，可將其旁通對投入，其它仍可通過這個通對繼續(xù)運行。若這個橋需要長期可合上它通對投入，其它仍可通過這個通對繼續(xù)運行。若

28、這個橋需要長期可合上它的旁通開關(guān)代替旁通對，再用隔離開關(guān)將橋隔開。當(dāng)這個橋再投入運行時，的旁通開關(guān)代替旁通對，再用隔離開關(guān)將橋隔開。當(dāng)這個橋再投入運行時，按相反的次序操作。按相反的次序操作。 38七、潮流反轉(zhuǎn)控制七、潮流反轉(zhuǎn)控制 直流輸電的特點之一是能夠方便、快速地實現(xiàn)功率潮流的直流輸電的特點之一是能夠方便、快速地實現(xiàn)功率潮流的反轉(zhuǎn)輸送。因此，它不但在正常運行時可以按照經(jīng)濟(jì)原則調(diào)節(jié)反轉(zhuǎn)輸送。因此，它不但在正常運行時可以按照經(jīng)濟(jì)原則調(diào)節(jié)輸送功率的大小和方向，而且當(dāng)某側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生事故時，還輸送功率的大小和方向，而且當(dāng)某側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生事故時，還要以通過它從另一側(cè)交流系統(tǒng)得到緊急的支援。要以通過它從

29、另一側(cè)交流系統(tǒng)得到緊急的支援。 由于換流器只能單向?qū)щ姡灾绷麟娏鞯姆较蚴遣荒芊从捎趽Q流器只能單向?qū)щ?，所以直流電流的方向是不能反轉(zhuǎn)的，只有使直流電壓極性反轉(zhuǎn)，才能實現(xiàn)功率倒送。這就要轉(zhuǎn)的，只有使直流電壓極性反轉(zhuǎn)，才能實現(xiàn)功率倒送。這就要把整流器觸發(fā)相位延遲，變?yōu)槟孀儬顟B(tài)運行，把原來逆變器的把整流器觸發(fā)相位延遲，變?yōu)槟孀儬顟B(tài)運行，把原來逆變器的觸發(fā)相位提前，變?yōu)檎鳡顟B(tài)運行。反轉(zhuǎn)過程是自動進(jìn)行的。觸發(fā)相位提前，變?yōu)檎鳡顟B(tài)運行。反轉(zhuǎn)過程是自動進(jìn)行的。 潮流反轉(zhuǎn)潮流反轉(zhuǎn)+-0Id0PQPQ-+0Id0PQPQ39 兩側(cè)換流器都裝有電流調(diào)節(jié)器和定兩側(cè)換流器都裝有電流調(diào)節(jié)器和定調(diào)節(jié)器，它們的調(diào)節(jié)特

30、性都由定調(diào)節(jié)器，它們的調(diào)節(jié)特性都由定0 0、定定Id0和定和定0 0三段組成。設(shè)功換流器三段組成。設(shè)功換流器1運行于整流狀態(tài)，換流器運行于整流狀態(tài)，換流器2運行于逆變運行于逆變狀態(tài)，運行點為狀態(tài)，運行點為A點，功率由點，功率由1側(cè)送向側(cè)送向2側(cè)。側(cè)。 當(dāng)需要潮流反轉(zhuǎn)時，可將電流裕度指令從當(dāng)需要潮流反轉(zhuǎn)時，可將電流裕度指令從2側(cè)轉(zhuǎn)送到側(cè)轉(zhuǎn)送到1側(cè)，因此側(cè)，因此1側(cè)的電側(cè)的電流整定值減小到流整定值減小到Id0 -Id0 ，2側(cè)的電流整定值變?yōu)閭?cè)的電流整定值變?yōu)镮d0，這時換流器，這時換流器1檢測出的檢測出的電流大于新的整定值，電流調(diào)節(jié)器便不斷地增大電流大于新的整定值，電流調(diào)節(jié)器便不斷地增大角，企圖

31、降低電流。同時，角，企圖降低電流。同時，換流器換流器2檢測出的電流小于新整定值，選擇環(huán)節(jié)自動地將定檢測出的電流小于新整定值，選擇環(huán)節(jié)自動地將定調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換到定調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換到定電流調(diào)節(jié)，后者不斷地增大電流調(diào)節(jié)，后者不斷地增大角，企圖把電流維持在新的整定值，致使角，企圖把電流維持在新的整定值，致使 90o，遂由逆變轉(zhuǎn)入整流狀態(tài)。同時，遂由逆變轉(zhuǎn)入整流狀態(tài)。同時1側(cè)也調(diào)到側(cè)也調(diào)到 90o ，由整流轉(zhuǎn)入逆變狀，由整流轉(zhuǎn)入逆變狀態(tài)。這個過程一直進(jìn)行到換流器態(tài)。這個過程一直進(jìn)行到換流器1的的 = 0，選擇環(huán)節(jié)把定電流調(diào)節(jié)改為定，選擇環(huán)節(jié)把定電流調(diào)節(jié)改為定0 0調(diào)節(jié)，最后穩(wěn)定在新的運行點調(diào)節(jié)，最后穩(wěn)定在新的運行點B

32、，完成了潮流反轉(zhuǎn)。，完成了潮流反轉(zhuǎn)。 正送正送 反送反送 40 潮流反轉(zhuǎn)過程一般很快就能完成（約幾百毫秒）。雙方系潮流反轉(zhuǎn)過程一般很快就能完成（約幾百毫秒）。雙方系統(tǒng)均難以承受，且對于直流電纜線路，過快的電壓極性反轉(zhuǎn)會統(tǒng)均難以承受，且對于直流電纜線路，過快的電壓極性反轉(zhuǎn)會損害它的絕緣性能，必要時可增加延時環(huán)節(jié)，減慢反轉(zhuǎn)過程。損害它的絕緣性能，必要時可增加延時環(huán)節(jié)，減慢反轉(zhuǎn)過程。 正常潮流反轉(zhuǎn)：先將正常潮流反轉(zhuǎn)：先將Pdc到系統(tǒng)能承受的功率或到系統(tǒng)能承受的功率或0，再快速反，再快速反轉(zhuǎn)。有些換流站需要停止后才能反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。有些換流站需要停止后才能反轉(zhuǎn)。正送正送 反送反送 41八、控制系統(tǒng)的分層控制

33、八、控制系統(tǒng)的分層控制 雙極控制和站控制雙極控制和站控制極控制極控制換流器控制換流器控制閥控閥控最高層最高層最底層最底層42l 閥控閥控電光電光轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換光纖光纖驅(qū)動板驅(qū)動板觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖監(jiān)測信號監(jiān)測信號電源電源l 換流器控制換流器控制定定Id；定；定；定；定；min & & max；分接頭控制；無功功率；分接頭控制；無功功率；SCRSCR觸發(fā)閉鎖觸發(fā)閉鎖和解鎖控制等和解鎖控制等換流器保護(hù)；換流器保護(hù)；ACAC、DCDC濾波器保護(hù)；換流變保護(hù)；母線保護(hù)；交直流電壓電濾波器保護(hù)；換流變保護(hù)；母線保護(hù)；交直流電壓電流測量及報警等流測量及報警等l 極控制極控制控制和協(xié)調(diào)該極的運行控制和協(xié)調(diào)該極的運行

34、功率給定值設(shè)置；電流給定值計算，站間通信；過負(fù)荷監(jiān)測；功率調(diào)制；功率給定值設(shè)置；電流給定值計算，站間通信；過負(fù)荷監(jiān)測；功率調(diào)制；本極起停；故障恢復(fù)；本極直流線路保護(hù)；直流開關(guān)場設(shè)備保護(hù)及報警等本極起停；故障恢復(fù)；本極直流線路保護(hù)；直流開關(guān)場設(shè)備保護(hù)及報警等有時換流器控制和極控制合并有時換流器控制和極控制合并 換流器換流器/極控制極控制43l 雙極和站控制雙極和站控制協(xié)調(diào)兩個換流站和兩個極運行協(xié)調(diào)兩個換流站和兩個極運行雙極功率給定值設(shè)置；極電流平衡；緊急功率控制；功率反轉(zhuǎn)；雙極故障雙極功率給定值設(shè)置；極電流平衡；緊急功率控制；功率反轉(zhuǎn)；雙極故障后恢復(fù)等后恢復(fù)等原則：雙極功能盡可能原則：雙極功能盡

35、可能 極控制，使極故障不影響兩極運行極控制，使極故障不影響兩極運行直流中性線；接地極保護(hù)；交流線路保護(hù)等直流中性線；接地極保護(hù)；交流線路保護(hù)等控制臺；模擬屏；量測顯示；信號報警；事故記錄；順序事件記錄等控制臺；模擬屏；量測顯示；信號報警；事故記錄；順序事件記錄等l 通信通信控制用：電流給定值，功率給定值等控制用：電流給定值，功率給定值等操作命令：起停；反轉(zhuǎn)；金屬大地回流；開關(guān)遙控；保護(hù)及連鎖動作等操作命令：起停；反轉(zhuǎn)；金屬大地回流；開關(guān)遙控；保護(hù)及連鎖動作等直流輸電設(shè)置一個主控站，可以是整流側(cè)也可以是逆變側(cè)直流輸電設(shè)置一個主控站，可以是整流側(cè)也可以是逆變側(cè)主控站負(fù)責(zé)主控站負(fù)責(zé)HVDC的運行與操作的運行與操作44閥控閥控極控和換流器控制極控和換流器控制雙極和站控雙極和站控通信通信通信通信Configuration of Control & Protection System for the Kii-Channel HVDC45思考題思考題l HVDC有哪些控制方式有哪些控制方式l 畫出畫出HVDC基本控制特性曲線，并進(jìn)行說明基本控制特性曲線，并進(jìn)行說明l HVDC為何要進(jìn)行低壓電流限制控制為何要進(jìn)行低壓電流限制控制l HVDC起停過程、潮流反轉(zhuǎn)過程起停過