高壓大容量多端常規(guī)直流安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計

朱澤翔，張建新，付超，黃磊，李詩旸，邱建，謝宇翔，楊歡歡，徐光虎，姚文峰

(1. 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院，廣州510663；2. 中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣州510663)

0 引言

“十三五”至“十四五”初期，隨著云南省烏東德電站等大型水電機(jī)組相繼投產(chǎn)，豐水期電力供應(yīng)總體較為寬裕[1]。而貴州省煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、淘汰落后產(chǎn)能、煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，導(dǎo)致電力供應(yīng)能力有所下降。南方電網(wǎng)充分利用已有貴廣直流送電通道，新建云貴互聯(lián)通道，形成祿高肇多端直流，通過云貴水火互濟(jì)，利用云南、貴州電網(wǎng)豐枯期電力供需平衡特點(diǎn)，有效解決了貴州省“西電東送”電力電量不足的問題。

目前，我國已投運(yùn)多個多端直流工程，如±160 kV南澳多端柔性直流[2 - 4]、±220 kV舟山多端柔性直流[5 - 6]，以及2020年陸續(xù)投產(chǎn)的±500 kV祿高肇三端常規(guī)直流、±500 kV 張北四端柔性直流[7 - 8]、±800 kV 昆柳龍三端混合直流。與兩端直流相比，多端直流能實現(xiàn)多個電源區(qū)域向多個負(fù)荷中心供電，運(yùn)行方式更加靈活經(jīng)濟(jì)[9]。然而隨著直流電壓等級的提高、輸電能力的增加、跨越區(qū)域的擴(kuò)大，多端直流對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的復(fù)雜影響，將越來越不能忽視。

跨區(qū)域遠(yuǎn)距離大容量直流輸電一旦發(fā)生故障，將會給電網(wǎng)造成巨大沖擊，造成嚴(yán)重的安全穩(wěn)定問題。高壓直流輸電工程配置的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)(簡稱穩(wěn)控系統(tǒng))在發(fā)生故障后采取緊急控制措施，是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段[10 - 11]。目前研究工作集中于兩端直流安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，鮮有文獻(xiàn)研究多端直流故障特征對交流系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，以及相應(yīng)安全穩(wěn)定控制措施。

祿高肇直流工程作為世界首個±500 kV三端常規(guī)直流工程，也是國內(nèi)首個在原有兩端直流基礎(chǔ)上改造的三端直流輸電工程。本文結(jié)合其多端直流運(yùn)行特點(diǎn)和直流故障特性，重點(diǎn)分析三端直流運(yùn)行方式下直流極故障、直流線路故障、雙極區(qū)故障下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制措施，針對多端常規(guī)直流功率損失量計算方法、換流站極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象、控制策略適應(yīng)性等關(guān)鍵問題，提出多端直流安全穩(wěn)定控制策略及系統(tǒng)構(gòu)架。

1 祿高肇直流工程概況

祿高肇直流工程于2020年6月投產(chǎn)運(yùn)行，采用±500 kV、3 000 MW多端常規(guī)直流輸電方案，新建祿勸換流站和389 km直流線路，接入原有的高肇直流高坡?lián)Q流站，并同步對高肇直流的高坡?lián)Q流站和肇慶換流站控制保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，形成云南祿勸換流站—貴州高坡?lián)Q流站—廣東肇慶換流站的三端直流，系統(tǒng)接入方案如圖1所示。

圖1 祿高肇直流系統(tǒng)接入方案示意圖Fig.1 Schematic diagram of Lugaozhao DC system accession scheme

祿勸換流站通過4回500 kV交流線路與云南電網(wǎng)相連，配套電廠為烏東德左岸電站。高坡、肇慶換流站分別通過4回和2回500 kV交流線路與貴州電網(wǎng)、廣東電網(wǎng)相連。祿勸換流站與高坡、肇慶換流站互為異步運(yùn)行，高坡與肇慶換流站同在南方電網(wǎng)主網(wǎng)為同步運(yùn)行。

1.1 運(yùn)行方式

祿高肇直流工程根據(jù)換流站接線方式、運(yùn)行極數(shù)量和電壓等級不同的組合，共計276種運(yùn)行方式，其主要分為雙端運(yùn)行方式和三端運(yùn)行方式。

1)雙端運(yùn)行方式主要考慮肇慶內(nèi)受功率方式，具體包括祿勸、肇慶雙端運(yùn)行方式，高坡、肇慶換流站雙端運(yùn)行方式以及祿勸、高坡雙端運(yùn)行方式(包括祿勸送高坡和高坡送祿勸兩種運(yùn)行方式)，共計4類運(yùn)行方式；

2)三端運(yùn)行方式只考慮云南外送功率方式，具體包括了“二送一”方式(祿勸、高坡送肇慶)和“一送二”方式(祿勸送高坡、肇慶)兩類運(yùn)行方式；而在三端運(yùn)行方式上缺極運(yùn)行方式，例如一極三端、一極兩端或者雙極兩端交叉運(yùn)行方式，均屬于三端運(yùn)行方式的特殊情況。

1.2 功率轉(zhuǎn)移策略

直流三端運(yùn)行方式下，發(fā)生極故障、直流線路故障或者直流功率調(diào)制控制功能動作時會導(dǎo)致直流運(yùn)行功率發(fā)生轉(zhuǎn)移。為減少直流送電能力的損失，祿高肇三端直流采取以下功率轉(zhuǎn)移策略。

1)“一送二”方式下(祿勸送高坡、肇慶)，考慮到高坡、肇慶換流站在同一同步電網(wǎng)中，交流潮流方向為貴州向廣東方向，為了減少直流功率轉(zhuǎn)移到交流斷面的影響，兩個受端的功率分配優(yōu)先滿足廣東端(肇慶站)功率受入；

2)“二送一”方式下(祿勸、高坡送肇慶)，考慮到祿勸、高坡?lián)Q流站在不同同步電網(wǎng)中，云南電網(wǎng)規(guī)模及系統(tǒng)穩(wěn)定能力小于南方電網(wǎng)主網(wǎng)，為了減少直流功率損失對云南電網(wǎng)的影響，兩個送端的功率分配優(yōu)先滿足云南端(祿勸站)功率送出；

3)換流站功率轉(zhuǎn)移后的功率水平不超過原有雙極功率水平。

1.3 直流高速并列開關(guān)

直流斷路器具備故障電流的切斷能力[12]，常用于多端直流輸電系統(tǒng)中，以實現(xiàn)直流電網(wǎng)站點(diǎn)的在線投退和直流線路故障的高速隔離。但是由于制造成本高昂、體積巨大等因素，±500 kV及以上高電壓等級的直流斷路器難以在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用[13]。

直流高速并列開關(guān)(high speed switch, HSS)則是另一種廉價、有效、可推廣的技術(shù)方案，其具備毫秒級別的分合閘速度，也可以實現(xiàn)故障的快速隔離。但是其小電流開斷和大電流燃弧耐受特性，導(dǎo)致其無法在大電流下進(jìn)行開斷。因此，當(dāng)故障發(fā)生在非唯一送端站或者受端站(簡稱非唯一站)時，需要將直流運(yùn)行功率降低至0，隔離故障站后，再恢復(fù)其他非故障站功率，期間直流零功率時間長達(dá)600 ms。以“二送一”方式下祿勸站在線退站過程為例，非唯一站退站過程如圖2所示。明顯地，高速并列開關(guān)應(yīng)用引起的短時間不平衡功率對系統(tǒng)安全穩(wěn)定造成不可忽略的影響。

2 祿高肇直流系統(tǒng)故障穩(wěn)定性分析

2.1 直流極故障穩(wěn)定性分析

由于云南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)主網(wǎng)處于不同的同步電網(wǎng)[14]，祿高肇直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)存在異步串聯(lián)和同步并聯(lián)兩種運(yùn)行方式，因而當(dāng)直流運(yùn)行極發(fā)生故障后穩(wěn)定問題也表現(xiàn)在兩個方面：1)送受端電網(wǎng)功率不平衡導(dǎo)致的系統(tǒng)頻率越限問題；2)直流功率大范圍轉(zhuǎn)移至交流系統(tǒng)導(dǎo)致的暫態(tài)失穩(wěn)和線路過載問題[15]。

1)兩端方式下穩(wěn)定性分析結(jié)果

在2021年云南電網(wǎng)豐小運(yùn)行方式下[16]，祿勸送電3 000 MW兩端模式下，發(fā)生雙極閉鎖故障后云南電網(wǎng)最高頻率越限達(dá)50.70 Hz，采取穩(wěn)控系統(tǒng)切除機(jī)組1 000 MW后可控制最高頻率在50.50 Hz以下；祿勸受電3 000 MW兩端模式下，由于云南其他外送直流FLC上調(diào)容量受直流過負(fù)荷能力約束，而下調(diào)容量受直流運(yùn)行功率限制通常比較充足，祿高肇直流雙極閉鎖后無低頻問題，無須采取額外切負(fù)荷控制措施。

在高肇兩端運(yùn)行方式下，雙極閉鎖后系統(tǒng)可保持穩(wěn)定，在少數(shù)檢修方式下存在暫態(tài)低電壓問題和線路過載問題，通過穩(wěn)定控制措施切除貴州機(jī)組減少直流功率轉(zhuǎn)移可保障交流系統(tǒng)穩(wěn)定。

2)三端方式下穩(wěn)定分析結(jié)果

相比較兩端直流而言，直流三端運(yùn)行方式時直流結(jié)構(gòu)并不對稱，非唯一站故障只導(dǎo)致相應(yīng)站故障退出，不會導(dǎo)致整條直流閉鎖，唯一站故障才會導(dǎo)致相應(yīng)運(yùn)行極三站閉鎖。

在祿高肇直流“一送二”三端方式下，無論送端極故障還是受端極故障，都會導(dǎo)致云南電網(wǎng)損失功率，使系統(tǒng)頻率越限，需通過切除云南電網(wǎng)機(jī)組來保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定；而“二送一”方式下，云南端極故障和貴州端極故障分別導(dǎo)致云南電網(wǎng)頻率越限問題和主網(wǎng)下直流功率轉(zhuǎn)移至交流系統(tǒng)的暫態(tài)低電壓及線路過載問題，需分別切除云南電網(wǎng)和貴州電網(wǎng)機(jī)組可保持系統(tǒng)穩(wěn)定。

但是需要注意的是，由于三端運(yùn)行方式下非唯一站故障后存在退站過程，若退站過程中存在HSS分閘失敗導(dǎo)致整極閉鎖的情況，穩(wěn)控措施將延后600 ms才會執(zhí)行，加重了相應(yīng)穩(wěn)定問題的嚴(yán)重程度，需要通過增加安全穩(wěn)定控制切機(jī)量來保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2.2 直流線路故障穩(wěn)定性分析

直流線路發(fā)生故障后，直流為減少閉鎖情況將進(jìn)入線路再啟動過程。祿高肇直流再啟動過程與兩端直流一致，單次再啟動時間約750 ms(含去游離時間和直流恢復(fù)時間)，而在再啟動失敗后的動態(tài)過程，則根據(jù)三端運(yùn)行方式和故障線路采取不同恢復(fù)策略，相應(yīng)線路再啟動時序圖如圖3所示。

1)當(dāng)?shù)摳哒刂绷鳛椤岸鸵弧狈绞綍r，若祿高段線路故障，且再啟動次數(shù)達(dá)上限時，祿勸站進(jìn)入退站邏輯，對應(yīng)極切換至高坡送肇慶方式；若高肇段線路故障，且再啟動次數(shù)達(dá)上限時，則閉鎖三站所對應(yīng)的故障極。

2)當(dāng)?shù)摳哒刂绷鳛椤耙凰投狈绞綍r，若祿高段線路故障，且再啟動次數(shù)達(dá)上限時，則閉鎖三站所對應(yīng)的故障極；若高肇段單極線路故障，且再啟動次數(shù)達(dá)上限時，則肇慶站進(jìn)入退站邏輯，相應(yīng)極切換至祿勸送高坡模式。

直流雙極線路故障再啟動失敗，會導(dǎo)致對應(yīng)端雙極閉鎖，可采取穩(wěn)定控制措施來保持系統(tǒng)。而直流線路故障啟動成功，或者單極線路故障再啟動失敗，不應(yīng)采取穩(wěn)控措施，且系統(tǒng)不發(fā)生穩(wěn)定問題，因此祿高肇直流再啟動次數(shù)成為了直流線路故障穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)?？紤]到云南電網(wǎng)頻率越限的問題相較主網(wǎng)功率轉(zhuǎn)移的問題更為突出，再啟動次數(shù)主要受祿勸送高坡、肇慶方式下的故障穩(wěn)定特性制約。通過仿真研究，為了控制發(fā)生直流線路故障后云南的暫態(tài)最高頻率不超過50.50 Hz，祿高肇直流單極線路故障再啟動設(shè)置為3次，雙極線路故障再啟動設(shè)置為1次。

2.3 直流雙極平衡功能影響分析

兩端直流由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相互對稱，極少數(shù)情況下才會出現(xiàn)雙極電流不平衡的情況。但是對于三端直流而言，三站直流拓?fù)涞牟粚ΨQ性導(dǎo)致在缺極運(yùn)行方式下，唯一站會存在雙極電流不平衡的情況。若此時在接地區(qū)或者雙極區(qū)再發(fā)生故障，會引起直流保護(hù)動作平衡雙極電流，來降低入地電流。

以祿高肇直流“二送一”方式為例，直流雙極平衡響應(yīng)過程如圖4所示。祿勸雙極送電2 700 MW，高坡雙極送電300 MW方式下，祿勸換流站極1發(fā)生故障后，直流極1運(yùn)行在兩端模式，極2運(yùn)行在三端模式，肇慶換流站存在2 700 A的入地電流；若肇慶換流站雙極區(qū)再次發(fā)生故障，雙極平衡保護(hù)動作，平衡肇慶站雙極電流，導(dǎo)致祿勸站極2功率降至150 MW。至此，祿勸站損失功率將達(dá)到2 550 MW，導(dǎo)致云南電網(wǎng)出現(xiàn)高頻問題，需采取穩(wěn)定控制措施切除云南電網(wǎng)機(jī)組，保證電網(wǎng)頻率不超過50.50 Hz。

3 祿高肇直流故障穩(wěn)定控制策略

3.1 直流功率損失量的計算

直流功率損失量計算是多端直流安全穩(wěn)定控制策略的核心部分，決定了直流各端采取的控制措施量。在三端運(yùn)行方式下，除了傳統(tǒng)的直流極閉鎖故障外，直流極平衡保護(hù)動作也會導(dǎo)致直流功率損失，因此穩(wěn)定控制策略的直流故障保護(hù)功能在制定上統(tǒng)一了閉鎖和速降兩種功率損失情況。

祿高肇直流的6個換流器作為獨(dú)立的功率損失單元，任一換流器換流器因閉鎖和雙極平衡保護(hù)動作導(dǎo)致的換流器功率損失。單一換流器因閉鎖導(dǎo)致的功率損失量由穩(wěn)控裝置獲得，即在收到閉鎖信號后，從啟動前初始斷面中獲取。而換流器速降功率損失量無法由穩(wěn)控裝置獲得，需要從本站的直流控制保護(hù)系統(tǒng)得到，并將其與故障前斷面功率值進(jìn)行比較，選擇兩者較小值作為最終的功率損失值。

在祿高肇直流運(yùn)行于“二送一”方式下，兩個送端之間異步運(yùn)行，直流故障后穩(wěn)定問題和控制措施相對獨(dú)立，可由祿勸、高坡站作為策略執(zhí)行主站，針對各自故障后的穩(wěn)定問題，獨(dú)立設(shè)置控制策略。并且，當(dāng)直流發(fā)生故障后，兩個送端主站分別根據(jù)各站的功率損失量計算控制量進(jìn)行切機(jī)。

圖5 不同直流運(yùn)行方式的接線示意圖Fig.5 Schematic diagram of different DC operation modes

在祿高肇直流運(yùn)行于“一送二”方式下，送端除了根據(jù)自身的最終損失功率外，還需要與兩個受端的最終功率損失進(jìn)行比較，并選取兩者大值作為送端的最終功率損失。并且對于極閉鎖故障而言，由于直流線路存在功率損耗，無法根據(jù)單一受端極閉鎖的損失功率反向準(zhǔn)確推算送端的損失功率。因此在直流受端極閉鎖時，需要對相應(yīng)的功率損失量進(jìn)行網(wǎng)損補(bǔ)償。

特別注意的是，傳統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)僅依靠自采集信息進(jìn)行控制，能夠獨(dú)立、有效、可靠地保護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。而多端直流復(fù)雜的運(yùn)行特性導(dǎo)致安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)極大地依賴于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和信息的準(zhǔn)確性，削弱了原有的穩(wěn)控系統(tǒng)的獨(dú)立性。

3.2 換流站極性反轉(zhuǎn)的處理

祿高肇直流的換流站采用常規(guī)電流源型換流器，當(dāng)潮流方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，需要改變電壓極性和直流場的接線結(jié)構(gòu)。圖5展示了“二送一”和“一送二”三端運(yùn)行方式下直流廠站接線圖。直流處于“二送一”方式時，高坡?lián)Q流站雙極換流器接入直流線路的方式為極性正常方式，極1換流器母線連接極1直流線路，極2換流器母線連接極2直流線路。而直流處于“一送二”方式時，高坡?lián)Q流站雙極換流器接入直流線路方式為極性反轉(zhuǎn)方式，雙極換流器與雙極直流線路交叉相連。

在“一送二”方式下，若祿勸換流站發(fā)生單極閉鎖故障后，祿勸換流站安全穩(wěn)定控制裝置會收到肇慶換流站對應(yīng)極以及高坡?lián)Q流站另一極的閉鎖信號。若不特殊處理，當(dāng)功率損失量超過穩(wěn)定控制策略門檻時，安全穩(wěn)定控制措施將動作。但這個突破了穩(wěn)定導(dǎo)則中“直流系統(tǒng)單極閉鎖不采取穩(wěn)定控制措施”[17]的要求。因此，對于多端直流輸電系統(tǒng)而言，若存在極性反轉(zhuǎn)的情況時，需將同一直流線路連接的運(yùn)行極作為同一極層，并且當(dāng)不同極層發(fā)生故障的時候，才采取穩(wěn)定控制措施。

3.3 安全穩(wěn)定控制策略的選擇

祿勸換流站作為祿高肇直流云南端的控制主站，其控制策略與電網(wǎng)、直流的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)密切。因此安全穩(wěn)定控制策略需根據(jù)孤島/聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、直流送受電狀態(tài)進(jìn)行選擇。

首先，直流孤島和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)穩(wěn)定特性差別巨大，因此先根據(jù)孤島判別系統(tǒng)的結(jié)果選擇聯(lián)網(wǎng)控制策略或者孤島控制策略。然后，再根據(jù)祿勸換流站送電或受電方式再進(jìn)行策略的選擇?？紤]到運(yùn)行規(guī)定和設(shè)備可靠性，祿勸站配置有送受電壓板和電氣量自動判別兩種送受電方式的判別邏輯。當(dāng)二者判定結(jié)果不一致時，裝置告警并閉鎖涉及送受電方式的策略功能。最后，若判定為送電模式，再根據(jù)控制字從“一送二方式”、“二送一方式”和“兩端方式”3種直流故障保護(hù)策略中進(jìn)行。

可以注意到，兩端策略僅使用本站閉鎖信息，“二送一方式”除了使用本站閉鎖信息外還使用直流功率速降信息，而“一送二方式”需要使用三站的功率損失信息。直流保護(hù)策略的適應(yīng)性如表1所示。明顯地，“一送二方式”直流故障保護(hù)策略可以適應(yīng)其他類型的直流故障保護(hù)策略，在實際運(yùn)行中可以僅投入該保護(hù)策略保護(hù)功能。但考慮到直流建設(shè)期間的過渡性，不同策略均保留在穩(wěn)控系統(tǒng)內(nèi)。

表 1 祿勸換流站直流故障保護(hù)策略適應(yīng)性Tab.1 Adaptation of DC faults protection strategy in Luquan station

高坡?lián)Q流站作為貴州端的策略主站，則在原有兩端直流故障保護(hù)策略基礎(chǔ)上，新增“二送一方式”下雙極功率損失保護(hù)策略，并適應(yīng)原有兩端高肇直流的故障保護(hù)策略。

4 祿高肇近區(qū)交流故障穩(wěn)定性與控制策略

祿高肇直流投產(chǎn)后，祿勸換流站近區(qū)交流側(cè)穩(wěn)定問題主要是配套電廠出線雙線跳閘后存在功角穩(wěn)定問題和線路過載問題，以及換流站交流斷面雙線跳閘后配套電廠的功角穩(wěn)定問題。兩者均可在故障發(fā)生后通過切除配套電廠予以解決。

但是，交流外送線路跳閘保護(hù)控制策略是以交流外送斷面功率作為策略實施的物理量。當(dāng)換流站送電或停運(yùn)時，外送斷面功率為配套電廠功率與直流功率的差；而當(dāng)換流站受電時，則為配套電廠功率與直流功率的和，計算的切機(jī)量會超過電廠功率，需調(diào)整切機(jī)系數(shù)或者降低切機(jī)定值，才能保證控制策略的適應(yīng)?？紤]到南方電網(wǎng)總體送電方向為西電東送方向，配套電廠大發(fā)與云南受電方式幾乎很少同時安排。因此，直流內(nèi)送時安全穩(wěn)定控制參數(shù)的設(shè)置簡化處理，并通過預(yù)先控制機(jī)組開機(jī)和直流功率，來保證策略的適應(yīng)性。

高坡?lián)Q流站原只作為直流送端運(yùn)行，三端改造之后新增受電運(yùn)行方式，接收云南送來的水電。近區(qū)交流穩(wěn)定問題為高坡?lián)Q流站送/受電方式下送/受電通道雙線跳閘后其余線路過載問題，通過回降直流和切貴州機(jī)組可以解決，僅需對現(xiàn)有穩(wěn)控系統(tǒng)進(jìn)行改造即滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。

對于肇慶換流站而言，無論改造前后，其只作為直流的受端運(yùn)行，近區(qū)交流穩(wěn)定問題與之前一致。即，廣東雙回受電通道斷開后直流功率無法送出，導(dǎo)致?lián)Q流站電壓快速升高，需閉鎖直流，現(xiàn)有控制措施可以適應(yīng)。

5 祿高肇直流安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)架構(gòu)

5.1 設(shè)計原則

祿高肇直流安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)在構(gòu)建時，除了解決祿高肇直流投產(chǎn)后系統(tǒng)的穩(wěn)定問題外，還遵循以下原則。

圖6 祿高肇多端直流穩(wěn)定控制系統(tǒng)構(gòu)架圖Fig.6 Structure of Lugaozhao multi-terminal DC project stability control system

1)新增云南端穩(wěn)定控制裝置，與云南電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)解耦，僅解決祿勸換流站配套電廠及交流送出線路相關(guān)的穩(wěn)定問題。

2)對于云南受電方式下的穩(wěn)定問題，通過送電方式措施和方式預(yù)控解決，直流閉鎖故障不額外采取切負(fù)荷措施。

3)對于祿高肇直流投產(chǎn)后新增的穩(wěn)定問題，貴州端、廣東端通過改造現(xiàn)有穩(wěn)控裝置控制策略進(jìn)行適應(yīng)，與各省區(qū)電網(wǎng)的接口方式不發(fā)生變化。

5.2 總體構(gòu)架

綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定特性、裝置可靠性、運(yùn)維便利性、建設(shè)過渡適應(yīng)性以及未來可擴(kuò)展性等因素，對不同運(yùn)行方式分別采取針對性的穩(wěn)定控制策略和程序邏輯結(jié)構(gòu)，能夠?qū)O閉鎖和多端直流拓?fù)洳粚ΨQ運(yùn)行時功率損失故障采取控制保護(hù)措施，祿高肇多端直流穩(wěn)定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

祿勸換流站安全穩(wěn)定控制裝置實現(xiàn)與直流站控系統(tǒng)的接口，接收高坡、肇慶換流站穩(wěn)控裝置發(fā)送的換流變壓器功率、直流運(yùn)行狀態(tài)、直流閉鎖和直流故障速降信息；配置直流聯(lián)網(wǎng)/孤島、兩端/三端運(yùn)行方式下的直流功率損失故障保護(hù)功能，接收云南交流站點(diǎn)安全穩(wěn)定控制裝置發(fā)送的線路投停、跳閘信息；配置云南送/受電方式下祿勸換流站交流出線雙線跳閘事故保護(hù)功能，接收烏東德左岸電廠及多直流協(xié)調(diào)主站上送的可切量信息和發(fā)送切機(jī)命令。

高坡?lián)Q流站安全穩(wěn)定控制裝置實現(xiàn)與直流站控系統(tǒng)的接口，新增三端運(yùn)行方式下直流功率損失故障保護(hù)功能，接收貴州交流站安全穩(wěn)定控制裝置回降直流命令，并根據(jù)送電、受電方式轉(zhuǎn)發(fā)至直流站控系統(tǒng)，接收貴州電網(wǎng)上送的可切容量信息和發(fā)送切機(jī)命令。

肇慶換流站安全穩(wěn)定控制裝置實現(xiàn)與祿高肇直流站控系統(tǒng)的接口，接收廣東交流站安全穩(wěn)定裝置發(fā)送的最后斷路器跳閘命令，并將該命令信息轉(zhuǎn)發(fā)至直流站控系統(tǒng)。

另外，祿高肇直流安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)需要從直流控制保護(hù)系統(tǒng)獲取直流解閉鎖信號和直流功率速降信號，并向直流控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送調(diào)制、緊急閉鎖命令。傳統(tǒng)硬接線的接口方案只能實現(xiàn)有限數(shù)據(jù)的傳輸，不能滿足多端直流運(yùn)行中復(fù)雜而精準(zhǔn)的控制要求[18]。因此祿高肇直流安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)與直流控制保護(hù)系統(tǒng)采用光纖數(shù)字化接口方式，這也是南方電網(wǎng)范圍內(nèi)首次使用數(shù)字化接口方案。

6 結(jié)語

本文結(jié)合祿高肇直流多端運(yùn)行特點(diǎn)及直流故障特征，分析了多端常規(guī)直流故障及近區(qū)交流故障系統(tǒng)穩(wěn)定特性及控制措施，針對多端常規(guī)直流功率損失量計算方法、換流站極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象、控制策略適應(yīng)性等關(guān)鍵問題，提出了多端直流安全穩(wěn)定控制策略及系統(tǒng)構(gòu)架。

多端直流安全穩(wěn)定控制技術(shù)在祿高肇直流工程中的應(yīng)用，為多端直流在南方電網(wǎng)大功率安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支撐，提高了交直流異同步混聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定能力，也為多端直流輸電技術(shù)發(fā)展和推廣應(yīng)用提供了必要條件。