專利名稱：一種換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于換流站領(lǐng)域，尤其涉及一種換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
換流站的運(yùn)行方式分為兩種，一種是孤島運(yùn)行，一種是聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。換流站的孤島運(yùn)行方式，指的是接入送端換流站的電源經(jīng)整流后直接通過(guò)直流線路送出，電源、換流站均不與交流系統(tǒng)發(fā)生電氣連接，換流站的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行意為換流站或接入換流站的電站與主網(wǎng)的變電站有電氣連接?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般大容量直流換流站采取孤島方式運(yùn)行，可以避免直流故障后大規(guī)模地向交流系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，避免由于不受控潮流轉(zhuǎn)移可能帶來(lái)的電網(wǎng)穩(wěn)定破壞事故，是一種較優(yōu)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。高壓直流工程特別是大容量直流工程的送端換流站采用孤島運(yùn)行方式是目前的一種發(fā)展趨勢(shì)。換流站采用孤島運(yùn)行方式后，孤島系統(tǒng)將呈現(xiàn)出一系列與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不同的特點(diǎn)，需要采取與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不同的控制策略(1)換流站孤島運(yùn)行，降低了孤島系統(tǒng)直流故障影響程度。聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)直流發(fā)生雙極閉鎖，除了需要切除接入換流站的機(jī)組外，可能還需要切除主網(wǎng)部分機(jī)組；換流站采取孤島運(yùn)行，直流發(fā)生雙極閉鎖，一般只需要切除接入換流站的機(jī)組；(2)換流站孤島運(yùn)行，直流雙極閉鎖后的過(guò)電壓水平一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)變電站允許的水平1. 3pu,可達(dá)到1. Π. 7 pu, 一般要求換流變延時(shí)6(Tl00mS后再切除，以利用換流變對(duì)工頻過(guò)電壓的抑制作用，這一點(diǎn)是與換流站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)是不同的；(3)孤島系統(tǒng)發(fā)生交流或直流線路故障，系統(tǒng)頻率、電壓波動(dòng)比聯(lián)網(wǎng)方式更嚴(yán)重。 因此換流站處于孤島運(yùn)行時(shí)，孤島系統(tǒng)發(fā)生機(jī)組故障，交流或直流線路故障，換流站孤島系統(tǒng)允許的暫態(tài)頻率波動(dòng)更大，一般達(dá)到士 1Hz，孤島或聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換時(shí)需要切換直流控制系統(tǒng)中的頻率限制器(FLC)參數(shù)，以取得最佳的頻率控制效果；(4)孤島系統(tǒng)在直流發(fā)生單極閉鎖時(shí)，允許換流站重啟動(dòng)不成功次數(shù)達(dá)到限定值后(通常為廣2次)，直接閉鎖故障單極。換流站流聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，直流單極閉鎖后允許重啟動(dòng)不成功的次數(shù)一般比孤島運(yùn)行時(shí)更多。針對(duì)上述問題，換流站孤島運(yùn)行需要采取一系列與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不同的運(yùn)行控制策略。但是，目前還沒有一種檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)換流站的運(yùn)行方式，為換流站運(yùn)行控制策略的切換提供依據(jù)。換流站運(yùn)行方式檢測(cè)，與用于分布式能源(如風(fēng)電、太陽(yáng)能)的微網(wǎng)的孤島運(yùn)行檢測(cè)狀態(tài)具有很大的不同，后者通常通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)檢測(cè)方法，如被動(dòng)檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓、電流、頻率、相位的變化而對(duì)孤島狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，或通過(guò)在分布式電源的輸出中加入特定的諧波信號(hào)，通過(guò)對(duì)比電源近區(qū)的與主網(wǎng)中該諧波信號(hào)的有無(wú)、幅值大小、相位變化、阻抗大小變化等來(lái)判斷換流站是否處于孤島運(yùn)行。換流站的孤島運(yùn)行與微網(wǎng)的孤島運(yùn)行具有很大的不同(1)換流站的孤島運(yùn)行，孤島系統(tǒng)與可能具有與主網(wǎng)系統(tǒng)具有相同的電壓、電流、頻率或相位，因此，通過(guò)上述量的變化而判斷換流站是否處于孤島運(yùn)行是不可靠的。(2)由于高壓直流的輸送功率比較大，常規(guī)可到3000MT7200MW，接入電源處的裝機(jī)規(guī)模比較大，采用在電源處加入調(diào)制諧波的方法來(lái)判斷是否處于孤島狀態(tài)，如需要可靠檢出，諧波電流或電壓幅值需要達(dá)到一定值，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，即使實(shí)現(xiàn)投資也較高，在電源處注入的諧波有可能惡化孤島系統(tǒng)的電能質(zhì)量。另方一面，還需要與從主網(wǎng)檢測(cè)到的諧波進(jìn)行對(duì)比，因此，檢測(cè)速度無(wú)法滿足要求。(3)由于孤島、聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行采取不同的控制策略，換流站的孤島檢測(cè)不僅需要檢測(cè)出換流站是出于孤島運(yùn)行狀態(tài)，還需要檢測(cè)換流站是否處于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；常規(guī)的微網(wǎng)孤島檢測(cè)方法檢出孤島狀態(tài)后即與系統(tǒng)解列結(jié)束程序運(yùn)行，換流站的孤島檢測(cè)在檢出孤島狀態(tài)后還需要繼續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)是否恢復(fù)至聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。因此，換流站孤島狀態(tài)檢測(cè)要求更高。本方法不僅適用于非計(jì)劃孤島運(yùn)行，還適用于計(jì)劃孤島運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容考慮到換流站的運(yùn)行方式檢測(cè)的重要性，而現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有一種有效的換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型公開了一種換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置，包括電站、換流站、變電站，所述電站、換流站、變電站分別與各自相應(yīng)的斷路器連接；斷路器信號(hào)采集裝置，所述斷路器信號(hào)采集裝置與所述斷路器連接；邏輯計(jì)算單元用于計(jì)算檢測(cè)裝置的邏輯輸出值；所述邏輯計(jì)算單元與換流站的站控裝置、換流站的穩(wěn)控裝置連接；所述邏輯計(jì)算單元與電站穩(wěn)控裝置通過(guò)光纖連接。優(yōu)選地，所述換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置為兩套，每套裝置獨(dú)立采集電站、換流站、變電站的相關(guān)斷路器狀態(tài)信息。優(yōu)選地，所述換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置連接換流站。本實(shí)用新型的有益效果為通過(guò)本實(shí)用新型公開的方法及裝置，通過(guò)判別換流站及接入電源對(duì)外送聯(lián)絡(luò)線的斷路器狀態(tài)來(lái)判別換流站是出于孤島還是聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式，不需要采集、檢測(cè)換流站的電壓、頻率、相位、阻抗等信息，也不需要向電網(wǎng)注入擾動(dòng)信號(hào)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾，判別快速、準(zhǔn)確性高，尤其適合對(duì)速度和可靠性要求很高的大容量高壓直流換流站孤島運(yùn)行方式的判別。

圖1為換流站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行接線示意圖。圖2為換流站孤島運(yùn)行接線A示意圖。圖3為換流站孤島運(yùn)行接線B示意圖。圖4為電站A電氣主接線示意圖。圖5為換流站B電氣主接線示意圖。圖6為變電站C電氣主接線示意圖。圖7為孤島狀態(tài)判別裝置軟件流程圖。圖8為換流站孤島運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。[0031]圖9為孤島檢測(cè)裝置輸入、輸出接口示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖以及一個(gè)士800kV/6400MW換流站的具體例子對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作具體說(shuō)明。如圖1所示的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的換流站接線示意圖。電站A裝機(jī)9X70(MW，共出4回 500kV線路接入系統(tǒng)，其中3回直接接入換流站B，另外1回接至變電站C，換流站B通過(guò)2 回500kV線路與變電站C相聯(lián)。電站A的功率主要通過(guò)1回額定功率為士800kV/6400MW 的高壓直流送出。由于直流輸送功率大，直流故障對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定影響甚大，從簡(jiǎn)化安穩(wěn)設(shè)置出發(fā)， 換流站B可實(shí)現(xiàn)以下兩種孤島運(yùn)行方式接線(1)如圖2所示的孤島運(yùn)行方式，電站A的6臺(tái)機(jī)組通過(guò)4回500kV線路接入換流站B，換流站B中至電站A、至換流站B這一回線路所在串的兩個(gè)邊斷路器斷開運(yùn)行，換流 B至變電站C另一回500kV線路退出運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了電站A、換流站B的與主網(wǎng)的電氣隔離。(2)如圖3所示的孤島運(yùn)行方式，電站A 4機(jī)3線接入換流站B，電站A至變電站B 所在這一個(gè)4/3串中的兩個(gè)邊斷路器斷開，電站剩下的7臺(tái)機(jī)組通過(guò)3回500kV線路接入換流站B，換流站B至變電站C的兩回500kV線路均退出運(yùn)行。孤島運(yùn)行方式B的接線示意圖如圖3所示。各站的電氣主接線，如圖4至圖6所示。如圖4所示，電站A為3/2、4/3混合接線。 如圖5、圖6所示，換流站B、變電站C均為3/2接線。各站的電氣主接線設(shè)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)滿足換流站B靈活進(jìn)行孤島與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活轉(zhuǎn)換的要求，其中電站A至變電站C的這一回線路與變電站C至換流站B的其中一回線路在變電站C配在同一串上。本實(shí)用新型公開的一種換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)方法，如圖7所示，其包含以下步驟步驟1 采集電站A、換流站B、變電站C的斷路器的狀態(tài)值S1Xn,(對(duì)應(yīng)本例子為 S1 S14)；步驟2 計(jì)算邏輯表達(dá)式CS13 S2, ……，的值；求取的表達(dá)式可設(shè)定，對(duì)本例子則為S7- S；-S9 ■( S4-C S5+S^S10-S11) +Sb ■ S14 · ( S1 ■ ( S2 S7 ■ Se) ■ ( S4 ■ ( S5 +S^+Sjo ■ S11) 0步驟3 將邏輯表達(dá)式值輸出至換流站站控、穩(wěn)控裝置，電站穩(wěn)控裝置；優(yōu)選地，上述換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)方法還進(jìn)一步包括步驟4 獲取當(dāng)前時(shí)間T1 ；并獲取步驟1執(zhí)行時(shí)的當(dāng)前時(shí)間Ttl，并判斷T1-Ttl是否大于ΔΤ，是則轉(zhuǎn)至步驟1，否則重復(fù)執(zhí)行步驟4。其中ΔΤ為根據(jù)裝置的延時(shí)情況設(shè)置的時(shí)間。優(yōu)選地，孤島檢測(cè)裝置通過(guò)檢測(cè)電站A、換流站B、變電站C的斷路器開、合狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)換流站B的孤島、聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)的檢測(cè)。孤島檢測(cè)裝置只給出孤島、聯(lián)網(wǎng)的邏輯檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算電站A、換流站B、變電站C斷路器S1至S14 (如圖4-圖6)的狀態(tài)邏輯變量表達(dá)式實(shí)現(xiàn)，各斷路器S1至S14均用“ 1 “表示“打開”，“0”表示“閉合”，邏輯表達(dá)式值為“ 1 ”表示換流站處于孤島運(yùn)行方式，為“o”表示處于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式?；谏鲜黾俣?，孤島檢測(cè)中存在以下邏輯表達(dá)式[0047] (1)B—C工回?fù)Q流站B側(cè)連接狀態(tài)為S、．(S，+S，)；即S、打開(邏輯變量為“l(fā)”)，S，與S，其中之一必須打開，S、．(S，+S，)的邏輯表達(dá)式值為l；[0048] (2)B—C工回變電站C側(cè)連接狀態(tài)為S，。。。。。(S。+S。)；[0049] (3)B—C II回?fù)Q流站B側(cè)連接狀態(tài)為S+．(S。+S。)；[0050] (4)B—C II回變電站C側(cè)連接狀態(tài)為S，。。S11；[0051] (5)A—C線的變電站C側(cè)連接狀態(tài)為雕。島‘乩；其中為表示與S。取反符號(hào)；[0052] (6)B—C工回連接狀態(tài)為S1．(S+Ss)+Sy．。。。。。Ss；[0053] (7)B—C II回連接狀態(tài)為S+．(Ss+Ss)+Sl。．S11；[0054] (8)電站A與主網(wǎng)電氣隔離狀態(tài)為S，，．S，+；[0055] 孤島運(yùn)行方式A的邏輯判斷關(guān)系式為[0056]
權(quán)利要求1.一種換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置，其特征在于包括電站、換流站、變電站，所述電站、換流站、變電站分別與各自相應(yīng)的斷路器連接； 斷路器信號(hào)采集裝置，所述斷路器信號(hào)采集裝置與所述斷路器連接； 邏輯計(jì)算單元用于計(jì)算檢測(cè)裝置的邏輯輸出值； 所述邏輯計(jì)算單元與換流站的站控裝置、換流站的穩(wěn)控裝置連接； 所述邏輯計(jì)算單元與電站穩(wěn)控裝置通過(guò)光纖連接。
2.如權(quán)利要求1所述的換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置，其特征在于所述換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置為兩套，每套裝置獨(dú)立采集電站、換流站、變電站的相關(guān)斷路器狀態(tài)信息。
3.如權(quán)利要求2所述的換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置，其特征在于所述換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置連接換流站的控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種換流站運(yùn)行方式的檢測(cè)裝置，包括電站、換流站、變電站，所述電站、換流站、變電站分別與各自相應(yīng)的斷路器連接；斷路器信號(hào)采集裝置，所述斷路器信號(hào)采集裝置與所述斷路器開關(guān)輔助觸點(diǎn)連接；邏輯計(jì)算單元用于計(jì)算檢測(cè)裝置的邏輯輸出值；所述邏輯計(jì)算單元與換流站的站控裝置、換流站的穩(wěn)控裝置連接；所述邏輯計(jì)算單元與電站穩(wěn)控裝置通過(guò)光纖連接。通過(guò)判別換流站及接入電源對(duì)外送聯(lián)絡(luò)線的斷路器狀態(tài)來(lái)判別換流站是出于孤島還是聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式，判別快速、準(zhǔn)確性高。
文檔編號(hào)G01R31/00GK201966609SQ20112005985
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者丁君, 伍文城, 余波, 夏雪, 李彬, 黃曉明 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院