换流站多种运行方式下直流控制保护系统的功能要求及配置方案研究.pdf

换流站多种运行方式下直流控制保护系统 的功能要求及配置方案研究 瞿蒙 （中南电力设计院，武汉430071） 摘要：本文依托某实际建设的±500kV 直流送出工程的受端换流站项目，提出了在多种运 行工况下直流控制保护系统的功能要求和配置方案，以达到优化网络结构、提升系统功能、 适应多种运行工况的目的。 关键词：换流站；多种运行方式；直流控制保护系统功能要求和配置方案 Research on DC CP System Function Requirements and Configuration Upon Various Operating Mode In Converter Station Qu Meng (Central Southern Electric Power Design Institute, Wuhan 430071,China) Abstract: This report is based on one of the inverter station within existed ±500kV HVDC Project，to research the DC Control Protection system function requirement and configuration upon various operating mode. Purpose is to optimize the network structure ,improve system function and adapt to each operating mode. Key Words: Converter Substation; Various operating mode; DC Control Protection system configuration 0 引言 当前无论是国家电网公司或者南方电网公司,直流输变电项目都已经大量建设同时也掌 握了直流控制保护系统的关键技术，但对于特定情况下，例如A 省内±500kV 直流输电项目 中受端换流站直流场和交流场统一建设；无功配置复杂建设有线路串补、STATCOM 等；交流 场对相邻两个省网交流联网并需要实现： 方式1：直流电力全部送A 省侧，且换流站交流母线与B 省侧交流联系开断； 方式2：直流电力全部送B 省侧，且换流站交流母线与A 省侧交流联系开断； 方式3：直流极1 向A 省侧、极2 向B 省侧各送单极直流电力，且两个单极所在交流母 线电气联系开断。 此时直流控制保护系统对于非常规的多种运行工况的适应和研究就势在必行，下面分别 就直流控制保护系统的功能要求和配置方案等做一一论述。 1 系统稳定相关直流控制功能和性能的要求 1.1 受端弱交流系统下直流控制功能/性能要求 1.1.1换流站交流系统强度分析 高压直流换流站母线交流电网的强度可以用短路比（SCR）来表示。短路比定义为高压 直流换流站母线在1p.u.电压时的短路水平（MVA）与额定直流功率（MW）的比值。考虑到无 功补偿设备的影响，连接在交流母线上的电容器和交流滤波器明显地降低了短路容量，因此 利用有效短路比（ESCR）作为衡量交流系统强弱的重要指标，其定义为：交流系统短路容量 减去连接在交流母线上的电容器和交流滤波器在1p.u.电压下的容性无功补偿量后与直流换 流器额定功率的比值。ESCR 越小，系统越弱，根据国家技术标准《高压直流系统的特性》的 规定，交流系统的强度可按下述标准分类： 高ESCR 值的强系统：ESCR3.0； 低ESCR 值的中等系统：2.0ESCR3.0； 低ESCR 值的弱系统： ESCR2.0。 在ESCR 较低的弱交流系统中，交流网络的变化或高压直流传输功率的变化均可导致电 压振荡并需要特殊的控制策略，特别是逆变侧与弱交流系统相连的直流系统，交流电压和直 流电压对负荷变化十分灵敏，这种灵敏性还会随着大容量的并联电容器而增加而增加。 根据某直流工程系统方案研究的结论，直流逆变站的短路比SCR 和有效短路比ESCR 指 标详见表3-1和表3-2。 表3-1 2016