[发明专利]一种特殊并联三端直流输电系统控制保护架构

说明书

本发明属于高压直流输电控制保护领域，针对一种特殊并联三端直流输电系统，提供一种特殊并联三端直流输电系统控制保护架构。首先针对该三端直流输电系统结构特点，对站B汇流母线区、极性转换区刀闸提出一种刀闸控制逻辑，满足不同运行方式间灵活切换需求；提出一种三层直流控制保护架构，给出各个层次控制保护功能配置，并对各个层次控制保护功能进行分析，在继承常规直流工程控制保护策略设计基础上，提出三端直流输电系统特有直流控制保护功能；对三端系统特有换流器在线投入\退出功能、三端线路保护功能给出详细策略。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种特殊并联三端直流输电系统控制保护架构。

背景技术

随高压直流输电技术在我国蓬勃发展，并联多端直流输电系统近年在国内呈现快速发展趋势。对比双端直流输电系统，多端直流输电系统优势体现在能源多点汇集、多点分散，缓解电网对能源吸收\分散压力；单端系统故障后其它站可以继续维持直流功率输送，提高系统整体运行小时数。

并联多端直流输电由于其运行组合方式更加多样，对控制保护功能模块化、可靠性设计也提出更高要求。针对三端直流输电系统，通过在站B直流场设计汇流母线区、极性转换区，实现三端系统不同组合运行方式；新增极性转换区后，结构更加复杂，运行方式更加多样，对控制保护功能提出更高更复杂要求。

发明内容

针对一种特殊并联结构三端直流输电系统，提出一种特殊并联三端直流输电系统控制保护架构，实现三端直流输电系统稳定运行；设计换流器在线投入\退出控制逻辑策略，满足多运行模式灵活转换；设计自适应运行模式直流线路保护策略，依据系统运行方式不同，自动调整线路保护策略，实现对线路保护全覆盖、最大程度降低系统不必要停运，满足三端直流输电系统不同运行方式下线路保护需求。

为达到上述目的，本发明提供了一种特殊并联三端直流输电系统控制保护架构，其特征在于，包括三端协调控制保护层、双极控制保护层以及极控制保护层；

所述三端协调控制保护层设置在主站，执行三端启停协调控制，三端功率及电流协调控制，执行汇流母线保护、HSS开关保护；

所述双极控制保护层，设置在三个站，执行所在站的双极控制保护；

所述极控制保护层，执行本级的控制保护以及本极换流器的控制保护。

进一步地，所述三端协调控制保护层，控制三端启停，启动过程遵守逆变侧先于整流侧解锁，停运过程遵守整流侧先于逆变侧闭锁；控制三端功率以及电流协调，稳态运行下对各端的有功功率/电流指令、功率/电流指令变化率和站间功率转移进行分配，保证各端的功率都在设计容量之内；当其中一端由于故障而退出时，调整剩余端的有功/电流指令，维持系统的有功平衡和直流电压稳定；功率值计算参考电压为功率控制侧阀端点电压，逆变侧功率参考值跟随整流侧功率参考值；汇流母线保护采用直流差动保护逻辑，动作结果三端直流保护闭锁；HSS开关保护遵守开关分位时，检测到流过HSS开关的电流不为零，则开关保护动作，重合HSS开关。

进一步地，所述双极控制保护层，执行双极功率协调控制包括：如果两个极都采用双极功率控制，双极功率分配功能将使两个极的有功功率指令尽可能相同，以使接地极电流最小；如果其中一极选择独立极功率控制，则该极的有功功率单独整定；双极传输的有功功率由双极功率控制下的极维持在指定值；

执行无功控制，包括最小滤波器控制功能、过电压控制功能、电压限制控制功能、谐波性能控制功能、无功/电压控制功能、滤波器组合限电流功能、滤波器投切频率控制；波器投切频率控制原则为先投先切，使滤波器投切次数基本一致；无功控制优先级控制原则为最小滤波器控制、过电压控制、谐波性能控制和Q/U控制；

执行直流场顺序控制功能，包括实现换流站直流开关场设备的顺序控制，满足直流运行方式的配置，整个系统的直流运行方式包括双极、单极金属、单极大地三种运行方式，同时还存在双极与单极大地混合传输方式，三端运行、两端运行或全压/半压运行方式；