特高压直流输电控制保护技术应用研究

摘要

自中国提出全球能源互联网理念以来，全球140多个国家出台了相应的能源发展政策，特高压交、直流作为全球能源互联网骨干网络取得了重要进展，全国电网步入特高压时代。直流输电克服了电感的损耗,只有导线电阻的损耗。直流输电技术主要应用于超远距离大容量输电、电力系统互联、远距离孤岛供电或大城市地下电缆送电。高压直流输电具有线路输电容量大、损耗小、克服交流联网同期要求、发生故障时对电网冲击小等优点，特别适合用于长距离端对端大功率输电，而采用交流输电系统便于向多端输电。交流与直流输电相结合，将是未来电力传输系统主要的发展趋势。　　直流输电系统控制该系统主要应用于高压直流输电控制保护领域。为高压直流输电工程、背靠背联网工程、柔性直流输电工程，特高压直流输电工程等提供成套自动化控制及继电保护设备和技术。极控制系统、交直流站控系统采用双套设计、直流保护采用三重化设计，出口采取三取二逻辑、交流保护采用完全双重化设计。任意一套保护独立配置，因故障、检修等原因而完全退出时，不影响其它各独立设备运行，并对整个系统的正常运行没有影响。本文以±800千伏特高压直流输电工程为例,对直流控制系统、直流保护系统以及网络系统配置等方面进行详细的研究。

目录

第一章 绪论

1.1选题的背景与意义

1.2直流控制保护的发展及研究现状

1.3本文的主要研究内容

第二章 直流控制保护系统原理及结构

2.1直流保护系统原理

2.1.1直流保护概述

2.1.2保护范围

2.1.3保护分区

2.1.4保护系统冗余

2.1.5动作出口

2.1.6三取二简介

2.2直流保护功能

2.2.1换流器区保护

2.2.2极区保护/直流线路保护

2.2.3双极区保护

2.2.4直流滤波器保护

2.2.5换流变压器保护

2.2.6交流滤波器保护

2.2.7保护性监视功能

2.3控制保护系统的LAN网结构

2.3.1站LAN网

2.3.2就地控制LAN网

2.3.3站层控制LAN网

2.3.4现场控制LAN网

2.3.5实时控制LAN网

2.3.6其他总线结构类型

2.3.7极间通讯和站间通讯TCOM

2.4总线监视和报警

2.4.1故障等级及响应

2.4.2故障等级

2.4.3故障响应

2.5 本章小结

第三章 直流控制系统研究

3.1 换相失败预测控制设计方案

3.1.1 换相失败预测介绍

3.1.2 分层接入后两交流电网故障相互影响分析

3.1.3 逆变换流站换相失败预测逻辑改进方案

3.2 功率转移时的功率分配设计案例

3.3 直流输电系统过负荷控制方案

3.4 UDM引起的保护及控制的变化研究

3.4.1 UDM引起的控制的变化

3.4.2 UDM引起的保护的变化

3.5直流输电系统无功控制策略研究

3.5.1 受端两交流网无功的控制与协调

3.5.2 阀组投退时受端两个电网无功控制策略

3.6功率正送和反送情况下的阀组电压平衡策略

3.6.1 功率正送

3.6.2 正送时UDM测量异常对系统影响

3.6.3 反送运行方式

3.7 本章小结

第四章 直流继电保护系统研究及典型案例分析

4.1 直流线路保护设计

4.1.1行波保护（LPTW）（行波原理）

4.1.2电压突变量保护LP（du/dt）（微分原理）

4.1.3直流线路低电压保护(LPUV)（整流侧配置）

4.1.4直流线路纵差保护（DLPLD）（整流侧配置）

4.1.5直流线路重启动逻辑（RL）

4.2极区保护极区保护设计

4.2.1极母线差动保护（PBDP）

4.2.2中性母线差动保护（NBDP）

4.2.3阀组连接线差动保护(CCBDP)

4.2.4极差动保护(PDP)

4.2.5接地极开路保护（ELOCP）

4.2.6中性母线开关保护（NBSP）

4.2.7直流过电压保护(OVP)

4.2.8直流低电压保护(UVP)(整流侧配置)

4.3阀区保护设计

4.3.1高／低压阀短路保护（VSCP）

4.3.2高／低压阀组换相失败保护（CFP）

4.3.3高／低压阀组差动保护（VDCDP）

4.3.4高／低压阀组过流保护（DCOCP）

4.3.5高／低压阀组旁通开关保护（BPSP）

4.3.6高／低压阀组电压过应力保护（VSP）

4.3.7高／低端换流变阀侧中性点偏移保护（TNSP）

4.4直流输电系统保护动作案例分析

4.4.1 XX直流线路故障闭锁及逆变站换流变中性点偏移保护动作分析

4.4.2 XX换流站500kV阿黑线故障跳闸导致黑河直流闭锁分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

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