[發明專利]一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法及結構

無效

• 申請號: 201410279229.3
• 申請日: 2014-06-21
• 公開（公告）號: CN104022577A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 彭冠炎;魯麗娟;倫振堅;施世鴻;劉繼權;蔡田田;朱海華;賈紅舟;陳冰
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/36
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 張文雄

1.一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法，其特征在于：將柔性直流輸電換流站的控制保護系統設置成模塊化、分層分布式和開放式結構，具體是將所述控制保護系統分為三個層次，按其功能由高至低依次為系統及換流站級控制保護層、換流器級控制保護層、閥級及子模塊級控制保護層；

1)系統及換流站級控制保護層，對柔性直流輸電系統的控制中心開放，接收柔性直流輸電系統的調度端SCADA發送的有功、無功指令、系統運行方式指令及啟停控制指令，并根據接收調度端SCADA發來的指令對站內的控制保護及輔助系統下發控制指令；

2)換流器級控制保護層，對系統及換流站級控制保護層開放，接受系統及換流站級控制保護的換流器控制模式指令，完成有功控制、無功控制和電流控制，生成各個換流閥控制電壓的調制波信號；

3)閥級及子模塊級控制保護層，對換流器級控制保護層開放，閥級控制保護層控制閥層子模塊投切的脈沖發生信號、模塊電容電壓平衡控制、橋臂環流控制，對子模塊的狀態進行監測并上報至控制保護層的監控單元；子模塊控制保護層實現子模塊單元的觸發、電容電壓檢測和子模塊狀態監測，并將信息回報給閥控制單元。

2.根據權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法，其特征在于：換流站級與系統級控制保護層包括如下功能模塊：

1)數據處理模塊，數據處理模塊的輸入端連接柔性直流輸電系統的MU合并單元的輸出端，數據處理模塊的輸出端連接直流電壓控制模塊的輸入端、有功綜合控制模塊的輸入端和無功綜合控制模塊的輸入端；數據處理單元主要計算以下量：三相交流電壓正序有效值、分相交流電壓有效值幅值及其變化率、三相交流有功功率、三相交流無功功率；

2)控制模式選擇和切換，負責各種控制模式之間的管理和協調；其輸入信息由運行人員設定或狀態監測裝置系統判斷的系統運行方式；

3)有功類和無功類處理單元，完成有功和無功的控制，將控制指令下發給換流器控制層。

3.根據權利要求2所述的一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法，其特征在于：換流站級與系統級控制保護層接受及下發信號通過換流站級與系統級控制主機，與調度端及對側換流站的換流站級與系統級控制保護層主機通過專用光纖通信通道進行通信，下發換流器控制模式指令到換流器級控制保護層，兩者之間通過光纖通道連接，通信協議采用IEC60044-8。

4.根據權利要求2所述的一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法，其特征在于：換流器控制保護構成換流站級與系統級控制保護層與閥級層的橋梁，換流器級控制對上與系統及站級控制功能耦合緊密、交互信號繁多，包括各種運行模式、運行指令值、電壓、電流切換信號、解閉鎖指令及狀態、交直流站控信號、交直流模擬量以及各種保護動作信號。

5.根據權利要求2所述的一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法，其特征在于：多端柔性直流系統級控制與換流器控制增加站間協調信號。

6.根據權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統換流站的控制保護方法，其特征在于：換流器級控制與閥級控制交互信號較少，主要包括電壓參考信號/電壓調制波、系統切換、跳閘信號，閥控設備是控制保護系統與換流閥的接口層，直接決定著換流閥的導通與關斷。