基于實際工程及虛擬裝置的直流輸電控制保護模型設計方法

柏傳軍, 葉 周, 程璐璐, 肖建民

(南京南瑞繼保電氣有限公司, 江蘇省南京市 211102)

0 引言

中國電網已進入大區互聯、特高壓交直流混合輸電時期,高壓/特高壓直流輸電容量所占能源基地及負荷中心容量比重大,且多回直流落點電氣距離近,相互作用較強。準確地仿真高壓/特高壓直流輸電系統,對于研究交直流電網的動態特性意義重大。

交直流大電網的仿真方法包括全機電暫態仿真、全電磁暫態仿真及機電電磁混合仿真[1-5]。全機電暫態仿真不能模擬高壓直流等大容量電力電子系統快速變化的電磁暫態過程,無法精確描述交直流系統間的相互作用,不能準確反映復雜控制保護特性對事故發展和全系統穩定性的影響,難以在所有情況下實現交直流大電網的準確仿真[1]。全電磁暫態仿真和機電電磁混合仿真又分為實時仿真和非實時仿真。對于實時仿真,可通過接入簡化的實際工程控制保護系統,實現直流系統的精確仿真,該方案是仿真直流輸電系統最為有效的方法,但物理的控制保護系統十分復雜,購置成本、后期的使用及維護成本都較高,且硬件無法復制,多個項目組無法同時使用。現有的電磁暫態仿真軟件,如PSCAD/EMTDC[5],ADPSS[5],Hypersim[6],EMTP-RV[7],雖然集成了直流輸電控制系統功能符號或算例,但與實際工程的控制保護系統相比仍有很大的差距,如缺少換流變壓器分接頭控制、無功控制、雙極功率控制、在線運行控制、直流保護等重要功能,并且完全不具備國內特高壓雙閥組串聯、分層接入系統結構相關的控制保護功能。……