1、14.特高压直流输电控制系统与控制保护装置 4.1 常规高压直流输电控制系统与控制保护装置 4.2 特高压直流输电控制系统与控制保护装置的特点2换流站二次设备1.运行人员控制和SCADA系统2.直流控制3.直流保护4.交流保护5.通信系统6.调度自动化7.能量计费系统8.暂态故障录波器9.直流线路故障定位器10.站主钟系统3常规高压直流输电4 4.1 常规高压直流输电控制系统与控制保护装置5直流控制系统示意图 PowercontrolIorderCurrentcontrolamplifierConverterunitfiringcontrolIdIresponseVoltagemeasurin
2、gsystemPorderPmodUd responseTo inverterHVDC control system6葛站直流控制保护系统7三常直流工程龙泉站直流控制保护系统框图 8国内常规直流控制保护设备 两种类型的直流控制保护系统 ABB、南瑞、四方 MACH 2系统 SIEMENS、许继 SIMADYN D系统 都能满足业主提出的控制保护功能9控制保护系统层次结构（ABB技术）10控制保护系统层次结构（西门子技术）11国内直流工程运行控制层设备配置12国内直流工程控制保护设备配置13SIMADYN D系统简介 西门子开发 广泛应用于各行业高速控制系统 SIMADYN D系统是一种多处理器
3、总线结构，高速数字化可编程控制系统。由于此系统随着电子技术的发展而不断升级，具有当今的先进技术水平。SIMADYN D控制系统编程软件为STRUC G。STRUC G为一个图形编辑器，它用于进行配置、诊断和文件编制。其应用也比较简单，仅需要使用选取放置连接的方法即可。程序存储 闪存卡 多功能I/O模块 SU200 6MD66 升级产品 WinTDC 系统14MACH 2系统简介 MACH 2系统是一种以当代PC机为核心的开放式控制系统，其系统集成度、自检覆盖率都很高，具有当今的先进技术水平。MACH 2主机单元基于高性能工业计算机硬件，包括：CPU为Pentium III处理器、采用PCI总线
4、的主板、数字信号处理器插件PS801和PS820。Hidraw可以运行在任何一台兼容的Windows NT/95 PC机上，它有一个图形用户接口(GUI)，其应用比较简单，仅需要使用选取放置连接的方法即可，即：用户可以通过从图标库中选取相应图标，然后放置在图中，并将图标连接起来即可。升级产品 DCC-800 系统15控制保护主机（ABB技术）MACH 2系统主机 通用PC 机(Pentium III,PCI总线，无硬盘)+专用板卡（PS801和PS820）操作系统 Windows NT*软件编程 Hidraw 程序存储 闪存卡 16主计算机（MC）17MACH 2系统主机18主计算机结构19国
5、产直流控制保护系统的类型 1）许继 DPS-2000 基于西门子技术（SIMADYN D）的直流控制保护系统 特点:人机界面改用自主技术 2）南瑞 PCS-9500 基于ABB技术（MACH 2）的直流控制保护系统 特点:换流变保护、交/直流滤波器保护改用自主技术 RCS-977A换流变压器保护，RCS-976D直流滤波器保护，RCS-976A系列数字式交流滤波器保护。3）基于AREVA技术的直流控制保护系统 20直流控制保护系统冗余设计 1）基于西门子技术的直流控制保护系统 直流控制系统 双重化设计 直流保护系统 三重化设计 2）基于ABB技术的直流控制保护系统 直流控制系统 双重化设计 直
6、流保护系统 双重化设计21运行人员控制 西门子 ABB 主机 Alpha工作站 PC 操作系统 UNIX Windows NT*LAN网 星型拓扑结构 星型拓扑结构 22现场总线（西门子技术）23现场总线（ABB技术）现场总线采用CAN和TDM总线 CAN(Control Area Network)用于串行传输开关量信号 TDM(Time Division Multiplexed)用于串行传输模拟量信号 24葛站保护分区25直流保护区域划分(大地回线)26控制保护软件 ABB技术 由MACH2 系统功能块编程，生成图形文件。简单的点击、拖动、放下即完成。再通过编辑，生成相应代码，下载到对应存储
7、器中。不同的应用有对应的功能块库。西门子技术 STRUC G 软件编程，生成图形文件。简单的点击、拖动、放下即完成。有统一的功能块库。27 直流控制 控制直流功率的手段 改变角(Vd1.35Ecos dId)调节范围大；连续调节；调节速度快。主要控制手段 改变换流变抽头位置(Vd1.35Ecos dId)调节范围小；分级调节；调节速度慢。辅助控制手段 控制原则 整流站控制直流电流 逆变站控制直流电压28基本控制配合1 整流站控制Id 由电流调节器控制Id Id Ido 由换流变抽头调节控制换流器 =152.5 逆变站控制Ud 由关断角调节器控制 17 由换流变抽头调节控制Ud Ud Udo1%
8、例：三常、三广29基本控制配合2 整流站控制Id 由电流调节器控制Id Id Ido 由换流变抽头调节控制换流器=152.5 逆变站控制Ud 由电压调节器控制Ud Ud Udo 由换流变抽头调节控制 min17 例：天广、贵广30基本控制配合3 整流站控制Id 由电流调节器控制Id Id Ido 由换流变抽头调节控制换流变阀侧电压Udi0不变。逆变站控制Ud 由关断角调节器控制 17 由换流变抽头调节控制换流变阀侧电压Udi0不变。例：葛南 31两站直流控制的基本配合 ABB 西门子 整流站 Id Id 逆变站 max Ud32整流站调节器组合 直流电流调节器 PI调节器 直流电压调节器 PI
9、调节器 调节器之间平稳转换 指令不能突变33逆变站调节器组合 定关断角（定角）调节器 PI调节器 直流电流调节器 PI调节器 直流电压调节器 PI调节器 调节器之间平稳转换 指令不能突变34直流保护 直流保护采取分区配置，通常将直流侧保护、交流侧保护和直流线路保护三大类，分为以下6个保护区：1）换流器保护区 2）直流极线保护区 3）中性母线保护区 4）交流开关场保护区 (1）换流变压器保护 (2）交流开关场和交流滤波器保护 5）接地极线路和接地极保护区 6）直流线路保护区 3512脉动换流器主要故障点示意 36 4.2 特高压直流输电控制系统与控制保护装置的特点37双12脉动换流器串联极38特
10、高压直流控制保护的特点 1.硬件结构 直流控制双重化 直流保护三重化 极控制与换流器控制分开 2.新增功能 适应多种运行方式 单个换流器投退控制 直流融冰控制 3.技术进步 WINTDC 云广、向上 DC800 向上 高性能计算机 速度 无风扇 可靠性 实时操作系统 eTDM总线 单光纤 最后一台断路器跳闸保护39特高压直流控制保护的特点1.硬件结构（向上工程）直流控制硬件分为双极层、极层和换流器层。各层均由双重化的主机和相应I/O设备构成。直流保护分为双极保护区、极保护区和换流器保护区，每个区的保护由三重化的主机和相应I/O设备构成。直流滤波器保护在极保护中实现，换流变保护在换流器保护中实现
11、。每个保护采用基于eTDM的数字通道输出。交流站控系统双重化 交流滤波器保护双重化 交流母线保护双重化 直流控制和直流保护主机之间通过实时100Mbit/s LAN网通信 实时直流控制保护系统与运行人员控制系统之间采用防火墙前置机进行隔离。防火墙前置机内运行着Windows/INTime双重操作系统。Windows负责与运行人员控制层交换信息，INTime负责与实时控制保护层交换信息。Windows与INTime之间通过进程间的通信机制进行通信。40特高压直流输电控制系统硬件结构 41特高压直流控制保护的特点 2.新增功能 适应多种运行方式 单个换流器投退控制 直流融冰控制42单个换流器的投退控制43特高压直流控制保护的特点 3.技术进步 WINTDC 云广 DC800 向上 主机采用高性能计算机 最新Intel双核处理器，计算能力强，功耗小，无风扇设计，可靠性高。实时操作系统，防主机故障。eTDM总线 单光纤、双向、3微秒采样一次。最后一台断路器跳闸保护 保护原理改进（从换流变网侧避雷器下面加装CT，计算避雷器吸收的能量作为判据。）44向上直流控制保护系统结构图
