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柔性直流输电换流阀级控制的功能

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柔性直流输电的换流阀级控制主要用于实现哪些功能,各项功能之间的逻辑关系又是什么

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千金一诺·0.00

2016-08-03提问

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在模块化多电平柔性直流输电系统中,换流站级控制器(简称极控或者站控)只承担一部分控制和保护功能,对阀体的控制保护更多依赖阀级控制器完成。包括根据换流站级控制信号的要求产生换流阀子模块的控制信号,进行数据处理和汇总,以及实现换流阀的保护等功能。因此,柔性直流控制保护系统通常需要实现纳秒级的高速同步控制,以满足柔性直流输电控制系统高实时性的要求。

柔性直流换流站级控制系统除实现系统的正常启动、停运操作外,还包括稳态的功率控制和调节,其功率控制器包括有功类功率控制器和无功类功率控制器,有功类控制器包括有功功率控制和直流电压控制;无功类控制器包括无功功率控制和交流电压控制。一般来说,双端柔性直流系统的正常运行需要一站控制直流电压,另一端控制有功功率,而两站的无功调节相互独立,可以自由选择控制无功还是交流电压。在控制策略上,无论采用两电平还是模块化多电平换流器技术,其交流侧具有类似的等效数学模型,因此均可采用相同的站级控制策略。在众多的站级控制策略中,直接电流矢量控制策略以较高的电流响应速度和精确的电流控制效果已成为电压源型换流器的主流控制技术。

柔性直流输电中的阀基控制器(valvebasecontroller,VBC)是实现站级控制系统与底层子模块控制的中间接口,用于实现阀臂的控制、保护、监测及与站控系统以及换流阀的通信,同时实现子模块电容电压平衡功能以及环流控制功能,这是保证模块化多电平柔性直流系统正常运行的关键。由于高压大容量系统的阀臂往往由数百个子模块组成,为保证各个子模块之间的电压平衡,VBC对子模块数据的处理速度要求极高,往往在100μs以下,这种大规模子模块的高速控制平衡技术,对阀控设计提出了很大的挑战。同时,模块化多电平技术所特有的环流现象会引起换流阀电流应力以及损耗水平的上升,严重时会造成系统失稳无法运行,因此环流控制策略的设计也成为阀控中的关键环节。

柔性直流输电保护系统的主要功能是保护输电系统中所有设备的安全正常运行,在故障工况下,能够迅速切除系统中故障或不正常的运行设备,以保证剩余健全系统的安全运行。高压直流输电系统的保护配置需满足可靠性、灵敏性、选择性、快速性、可控性、安全性和可维修性等原则。基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统其故障特性与两电平换流器系统保护策略两者主要的区别在于具体的保护分区和保护算法设计。但总体而言在保护总体配置上相差不大。

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  李秋月·0.00

2016-08-31回答

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换流器级控制的主要功能包括下面的一项或几项:1、有功功率控制;2、无功功率控制;3、直流电压控制;4、交流电压控制;5、频率控制;6、换流器的变压器分接头调整控制等;此外,为了抑制交流系统故障时产生的过电流与过电压,控制器还应该包括交流电流控制,电流指令计算及限值控制等功能。具体到每一个换流器的控制时,我们一般分别选择一个有功量和无功量的组合来对换流器进行控制,如下图所示。

比如在直流输电中,有功功率控制,直流电压控制,频率控制等都和有功物理量有关,而无功功率控制与交流电压控制 无功物理量有关。此外,对于一个直流系统而言,至少需要有一个换流器进行直流电压控制,否则直流电压随机波动,直流网络将无法正常运行。

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  张海涛·80.00

2016-08-03回答

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