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高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点,它已在我国西电东送和全国联网工程中起到重要的作用。南方电网所属的天生桥-广州、高坡-肇庆(贵广Ⅰ回)、兴义-宝安(贵广Ⅱ回)三条直流输电工程以及拟于明年投产的云广特高压直流输电工程,均采用西门子的直流输电技术,在直流测量以及控制保护逻辑上均相同或者相似。在高肇直流出现直流电压波动异常后,其余直流陆续也出现类似问题。高压直流输电线路电压出现波动,将导致相关一次设备误动作,造成相关控制保护功能误动,引发直流闭锁,给整个直流输电系统的稳定运行带来灾难性后果。本文通过研究并解决直流电压波动异常,不仅消除了影响高肇直流安全稳定运行的一个重大缺陷,且因高肇直流输送容量高达3000MW,其安全稳定运行对保证整个南方电网的稳定性也具有十分重要的现实意义。
本文的主要研究工作及成果包括:
为解决电压波动异常,对高压直流输电系统的测量回路进行了全面分析与检查。在此过程中,全面分析了高压直流输电系统500kV直流光测量系统的结构、原理,针对可疑故障点进行了重点研究,设计并完成了一次设备与二次回路上的检验方法,最终找到了故障点。
对高肇直流电压调制过程进行了分析,对涉及直流电压调制的相关控制器的功能及原理进行了详细阐述。通过综合考虑直流保护功能、控制系统的监视与保护功能的特点,完成制定预防直流电压波动的控制系统修改方案。
对电压波动异常进行仿真分析,包括故障点的仿真分析、光电转换元件的仿真分析、控制系统的仿真分析,以及故障现象的仿真试验。通过全面仿真分析故障发生原因、发生过程以及造成的后果等,最终确定检修方案。