本發(fā)明涉及一種特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信方法。

背景技術(shù)：

直流特高壓（uhvdc）是指±800kv及以上電壓等級(jí)的直流輸電及相關(guān)技術(shù)，是世界上電力大國解決高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離送電和電網(wǎng)互聯(lián)的一個(gè)重要手段，是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。為落實(shí)國家大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，國家能源局于2014年批準(zhǔn)了12條跨區(qū)輸電通道，其中特高壓直流5條，包括寧東—浙江、晉北—江蘇、錫盟—泰州、上海廟—山東等直流線路。根據(jù)國家電網(wǎng)規(guī)劃，后續(xù)將繼續(xù)建設(shè)特高壓工程，建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

與此同時(shí)，隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略的啟動(dòng)，特高壓項(xiàng)目在國外正不斷落地。在巴西美麗山±800kv特高壓直流輸電工程項(xiàng)目開工的基礎(chǔ)上，國家電網(wǎng)公司正積極開展與俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古、巴基斯坦等周邊國家的電力能源合作，加快推進(jìn)有關(guān)特高壓聯(lián)網(wǎng)工程的規(guī)劃、前期建設(shè)工作，預(yù)計(jì)到2025年基本實(shí)現(xiàn)與周邊國家電網(wǎng)的互聯(lián)互通。

單個(gè)特高壓直流工程投資約160億，優(yōu)化配置方案、降低設(shè)備成本可以控制總投資、提高特高壓工程的經(jīng)濟(jì)性。特高壓直流輸送距離長達(dá)1000~4000km，而目前特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)方案是控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)都配置獨(dú)立的站間通信通道，導(dǎo)致成本較高，增加了工程建設(shè)投資。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信方法，在不影響直流系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)的情況下，減少了遠(yuǎn)動(dòng)通道，有效降低了工程建設(shè)投資。

名詞解釋：

雙極系統(tǒng)：兩個(gè)對(duì)地處于相反極性的極組成的系統(tǒng)。

雙重化配置：為了提高直流系統(tǒng)的可靠性，避免單一主機(jī)故障導(dǎo)致直流停運(yùn)，特高壓直流控制主機(jī)采用雙重化配置，每個(gè)極配置兩套控制主機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)，一套主機(jī)為“值班”狀態(tài)，另一套為“備用”狀態(tài)。直流系統(tǒng)的監(jiān)視和切換邏輯確保在任何時(shí)候總是狀態(tài)更好的主機(jī)處于“值班”狀態(tài)。

三重化配置：為了提高直流系統(tǒng)的可靠性，特高壓直流保護(hù)主機(jī)采用三重化配置，每個(gè)極配置三套保護(hù)主機(jī)。三套主機(jī)地位平等，正常運(yùn)行時(shí)，都處于“值班”狀態(tài)。直流保護(hù)主機(jī)的監(jiān)視和出口邏輯保證不會(huì)因?yàn)橹鳈C(jī)故障導(dǎo)致保護(hù)行為誤動(dòng)或拒動(dòng)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信方法，其中，特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)是雙極系統(tǒng)，每個(gè)極有獨(dú)立的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)，所述直流控制主機(jī)采用雙重化配置，所述直流保護(hù)主機(jī)采用三重化配置，各站內(nèi)每個(gè)極的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)相連，各站之間的直流控制主機(jī)分別通過主通道和備用通道冗余相連，各站的直流保護(hù)主機(jī)之間通過直流控制主機(jī)間的主通道和備用通道進(jìn)行通信。

優(yōu)選，本站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)發(fā)送直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)至本站內(nèi)的直流控制主機(jī)，本站內(nèi)的直流控制主機(jī)通過冗余的總線將直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)送至對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流控制主機(jī)，對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流控制主機(jī)將直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)。

優(yōu)選，在直流保護(hù)中，當(dāng)進(jìn)行線路縱差保護(hù)或金屬回線縱差保護(hù)時(shí)，對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)采集對(duì)側(cè)站的直流線路電流值，并發(fā)送至對(duì)側(cè)站的直流控制主機(jī)，對(duì)側(cè)站的直流控制主機(jī)通過冗余的站間通信通道將直流線路電流值發(fā)送至本站內(nèi)的直流控制主機(jī)，本站內(nèi)的直流控制主機(jī)將對(duì)側(cè)站的直流線路電流值發(fā)送至本站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)。

優(yōu)選，換流站內(nèi)每個(gè)極的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)通過冗余的總線通信方式相連。

本發(fā)明的有益效果是：

現(xiàn)有設(shè)計(jì)中特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)共要用16路遠(yuǎn)動(dòng)通道，而本發(fā)明中，直流保護(hù)主機(jī)與直流控制主機(jī)構(gòu)建冗余的總線通信方式，各站之間的直流保護(hù)主機(jī)之間沒有專用的獨(dú)立站間通信通道，直流保護(hù)主機(jī)動(dòng)作信號(hào)經(jīng)直流控制主機(jī)出口，保護(hù)功能所需要用到的對(duì)站模擬量信號(hào)也經(jīng)直流控制主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣在不影響直流系統(tǒng)的功能和性能的情況下，一個(gè)特高壓直流工程可以減少12路遠(yuǎn)動(dòng)通道，大大降低了工程投資。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有設(shè)計(jì)中特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有設(shè)計(jì)中遠(yuǎn)動(dòng)通信的傳輸路徑；

圖4是本發(fā)明遠(yuǎn)動(dòng)通信的傳輸路徑；

圖5是本發(fā)明線路縱差保護(hù)的動(dòng)作策略示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

圖1所示是現(xiàn)有設(shè)計(jì)中特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)（單極），特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)為雙極系統(tǒng)，每個(gè)極有獨(dú)立的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)，直流控制主機(jī)按雙重化配置，直流保護(hù)主機(jī)按三重化配置。雙重化的直流控制主機(jī)分別處于值班或備用狀態(tài)，通過切換裝置把處于值班狀態(tài)的主機(jī)數(shù)據(jù)送到對(duì)側(cè)站。每套直流保護(hù)主機(jī)配置主、備兩個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)通道。這樣，特高壓直流雙極控制和保護(hù)主機(jī)共要用16路遠(yuǎn)動(dòng)通道，由于特高壓直流輸送距離長達(dá)1000~4000km，將會(huì)導(dǎo)致成本較高，增加了工程建設(shè)投資。

如圖2所示，是一種特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)（單極）的結(jié)構(gòu)示意圖，相應(yīng)的，特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)是雙極系統(tǒng)，每個(gè)極有獨(dú)立的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)，所述直流控制主機(jī)采用雙重化配置，所述直流保護(hù)主機(jī)采用三重化配置，各站內(nèi)每個(gè)極的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)相連，各站之間的直流控制主機(jī)分別通過主通道和備用通道冗余相連，各站的直流保護(hù)主機(jī)之間通過直流控制主機(jī)間的主通道和備用通道進(jìn)行通信，比如a站和b站的直流保護(hù)主機(jī)之間若進(jìn)行通信，則通過a站和b站的直流控制主機(jī)間的主通道和備用通道進(jìn)行通信。直流保護(hù)主機(jī)采用三重化配置，兩站相應(yīng)的直流保護(hù)主機(jī)之間沒有獨(dú)立的站間遠(yuǎn)動(dòng)通信通道。

如圖2所示，直流保護(hù)主機(jī)與直流控制主機(jī)通過冗余的總線通信，即各站內(nèi)（換流站）每個(gè)極的直流控制主機(jī)和直流保護(hù)主機(jī)通過冗余的總線通信方式相連，通信接口可以是光接口，也可以是電接口。取消三套直流保護(hù)主機(jī)的遠(yuǎn)動(dòng)通道，直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)經(jīng)直流控制主機(jī)出口，直流保護(hù)主機(jī)間的通信信號(hào)經(jīng)直流控制主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。在直流保護(hù)中，只有線路縱差保護(hù)和金屬回線縱差保護(hù)需要用到來自對(duì)側(cè)站的模擬量信號(hào)，但這兩個(gè)保護(hù)都屬于后備保護(hù)，這些模擬量信號(hào)如果經(jīng)直流控制主機(jī)送到直流保護(hù)主機(jī)，只會(huì)產(chǎn)生毫秒級(jí)的延時(shí)，毫秒級(jí)的后備保護(hù)延時(shí)對(duì)系統(tǒng)功能、性能的影響可以忽略。這樣本方案就可以在不影響直流控制保護(hù)系統(tǒng)的功能和性能的情況下，只需要建設(shè)4路遠(yuǎn)動(dòng)通道，節(jié)省了建設(shè)12路遠(yuǎn)動(dòng)通道及其相應(yīng)設(shè)備。

也即，本站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)發(fā)送直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)至本站內(nèi)的直流控制主機(jī)，本站內(nèi)的直流控制主機(jī)通過冗余的總線將直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)發(fā)送至對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流控制主機(jī)，對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流控制主機(jī)將直流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)。當(dāng)進(jìn)行線路縱差保護(hù)或金屬回線縱差保護(hù)時(shí)：對(duì)側(cè)站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)采集對(duì)側(cè)站的直流線路電流值，并發(fā)送至對(duì)側(cè)站的直流控制主機(jī)，對(duì)側(cè)站的直流控制主機(jī)通過冗余的站間通信通道將直流線路電流值發(fā)送至本站內(nèi)的直流控制主機(jī)，本站內(nèi)的直流控制主機(jī)將對(duì)側(cè)站的直流線路電流值發(fā)送至本站內(nèi)的直流保護(hù)主機(jī)。

以本站直流線路電流idl為例，兩端換流站的直流保護(hù)主機(jī)分別采集本站的idl并送往對(duì)站。原遠(yuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)下，其傳輸路徑如圖3所示。而本發(fā)明設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)下，其傳輸路徑如圖4所示。

對(duì)應(yīng)的線路縱差保護(hù)的動(dòng)作策略如圖5所示：idl為本站直流線路電流，idl_fosta為對(duì)側(cè)站直流線路電流，開通延時(shí)t取3秒，當(dāng)本站的線路電流與對(duì)側(cè)站線路電流差值超過定值且持續(xù)達(dá)到3秒鐘，保護(hù)出口。取消直流保護(hù)主機(jī)站間通信通道，模擬量idl_fosta經(jīng)直流控制主機(jī)站間通信通道傳送，再送到直流保護(hù)主機(jī)，相比直流保護(hù)主機(jī)有獨(dú)立站間通信的情況，只會(huì)增加1~2毫秒的延時(shí)，相對(duì)于3秒的出口延時(shí)，其影響可忽略，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行也證明了這一結(jié)論。

現(xiàn)有設(shè)計(jì)中特高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)共要用16路遠(yuǎn)動(dòng)通道，本方案在不影響直流控制保護(hù)系統(tǒng)的功能和性能的情況下，只需要建設(shè)4路遠(yuǎn)動(dòng)通道，節(jié)省了建設(shè)12路遠(yuǎn)動(dòng)通道及其相應(yīng)設(shè)備。直流保護(hù)主機(jī)與直流控制主機(jī)構(gòu)建冗余的總線通信方式，各站之間的直流保護(hù)主機(jī)之間沒有專用的獨(dú)立站間通信通道，直流保護(hù)主機(jī)動(dòng)作信號(hào)經(jīng)直流控制主機(jī)出口，保護(hù)功能所需要用到的對(duì)站模擬量信號(hào)也經(jīng)直流控制主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣在不影響直流系統(tǒng)的功能和性能的情況下，一個(gè)特高壓直流工程可以減少12路遠(yuǎn)動(dòng)通道，降低工程投資約200萬元。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。