特高压直流输电系统集中式交流滤波器保护的开发与应用

摘要

特高压直流输电工程中，控制保护系统是直流输电系统的中枢，直流系统保护是换流站设备保护的核心，与其他交流系统保护不同，高压直流输电工程中，交流滤波器保护属于直流系统保护。
　　ABB公司早在2008年进入中国特高压市场时就采用集中式交流滤波器保护配置方案，国家电网公司通过工程的运行评估，虽然发现国外技术用于国内设备和工程存在较多弊端，但这种新颖的集中式设计思路得到了业内专家的一致认可并逐步纳入特高压直流输电工程招标规范中。
　　国家电网公司不断完善特高压直流输电保护标准，许继公司原有的交流滤波器保护系统以各个小组和大组分别为单位进行分散配置，存在屏柜占地多、平台不统一、成本过高并且技术落后等一系列问题，已经无法满足工程需求及高压直流系统保护装置标准化要求。依托许继自主研发的DPS-3000直流控制保护系统硬件与软件平台，研究集中式交流滤波器保护系统并应用于直流输电工程。
　　本文根据集中式交流滤波器保护系统的配置与实现方式，结合国内外保护开发经验及直流输电控制保护发展需求，研究并开发集中式交流滤波器保护系统。
　　集中式交流滤波器保护系统采用许继自主研发的新一代数字多处理器DPS-3000直流控制保护系统。以交流滤波器大组为单位进行双重化的冗余配置、“启动+动作”的保护出口逻辑，完成交流滤波器大组及所有小组的保护功能。
　　采用先进的多路复用TDM链路技术，EPU间大容量数据处理技术解决集中式配置后数据过于庞大的难题。通过对关键保护算法进行深入研究，提出与传统交流保护不同的新观点，使保护逻辑更加适用于特高压直流输电工程设备的运行特性。搭建PSCAD仿真模型和光CT接口试验平台，对系统及接口进一步研究，对试验结果进行详细分析，解决工程应用中的疑难问题。并且对即将开展的交流滤波器保护标准化建设进行了分析和展望。
　　集中式交流滤波器保护的研究与开发，体现了与时俱进的设计理念，是一次探索与创新，同时工程成功应用充分说明了集中式交流滤波器保护系统是可用且可靠的。

目录

声明

摘要

1．1 背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文结构

第2章 DPS-3000直流输电控制保护系统

2．1 硬件平台

2．2 软件平台

2．3 小结

第3章 集中式交流滤波器保护系统技术研究

3．1 交流滤波器基本原理及保护特点

3．2 交流滤波器保护类型及保护配置

3．2．1 集中式交流滤波器保护系统配置的大组保护

3．2．2 集中式交流滤波器保护系统配置的小组保护

3．3 小结

第4章 集中式交流滤波器保护设计

4．1 硬件结构及不同TDM链路数据共事技术研究

4．2 软件结构及EPU间大容量快速数据处理与配合

4．2．1 IFC快速控制总线通信

4．2．2 共享内存通信

4．3 小结

第5章 关键保护算法的研究与创新

5．1 小组电容器不平衡保护算法优化

5．2 电阻／电抗谐波过负荷保护算法

5．3 小结

第6章 接口方案解决及工程应用优化

6．1 光CT接口数据同步的研究

6．1．1 精度测试

6．1．2 同步测试

6．1．3 阶跃测试

6．2 交流滤波器小组尾端CT选型研究

6．3 小结

第7章 交流滤波器保护标准化建设

7．1 可行性方案

7．2 难点及应对措施

7．3 小结

第8章 结论

参考文献

致谢