特高壓直流輸電控制系統(tǒng)與控制保護(hù)裝置PPT課件

1、常規(guī)高壓直流輸電第1頁/共43頁 4.1 常規(guī)高壓直流輸電控制系統(tǒng)與控制保護(hù)裝置第2頁/共43頁直流控制系統(tǒng)示意圖 PowercontrolIorderCurrentcontrolamplifierConverterunitfiringcontrolIdIresponseVoltagemeasuringsystemPorderPmodUd responseTo inverterHVDC control system第3頁/共43頁葛站直流控制保護(hù)系統(tǒng)第4頁/共43頁三常直流工程龍泉站直流控制保護(hù)系統(tǒng)框圖 第5頁/共43頁國內(nèi)常規(guī)直流控制保護(hù)設(shè)備兩種類型的直流控制保護(hù)系統(tǒng) ABB、南瑞、四方 M

2、ACH 2系統(tǒng) SIEMENS、許繼 SIMADYN D系統(tǒng) 都能滿足業(yè)主提出的控制保護(hù)功能第6頁/共43頁控制保護(hù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)（ABBABB技術(shù)）第7頁/共43頁控制保護(hù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)（西門子技術(shù)）第8頁/共43頁國內(nèi)直流工程運(yùn)行控制層設(shè)備配置第9頁/共43頁國內(nèi)直流工程控制保護(hù)設(shè)備配置第10頁/共43頁SIMADYN D系統(tǒng)簡介 西門子開發(fā) 廣泛應(yīng)用于各行業(yè)高速控制系統(tǒng) SIMADYN D系統(tǒng)是一種多處理器總線結(jié)構(gòu)，高速數(shù)字化可編程控制系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而不斷升級(jí)，具有當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)水平。 SIMADYN D控制系統(tǒng)編程軟件為STRUC G 。STRUC G為一個(gè)圖形編輯器，

3、它用于進(jìn)行配置、診斷和文件編制。其應(yīng)用也比較簡單，僅需要使用選取放置連接的方法即可。 程序存儲(chǔ) 閃存卡 多功能I/O模塊 SU200 6MD66 升級(jí)產(chǎn)品 WinTDC 系統(tǒng)第11頁/共43頁MACH 2系統(tǒng)簡介 MACH 2系統(tǒng)是一種以當(dāng)代PC機(jī)為核心的開放式控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)集成度、自檢覆蓋率都很高，具有當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)水平。 MACH 2主機(jī)單元基于高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)硬件，包括：CPU為Pentium III處理器、采用PCI總線的主板、數(shù)字信號(hào)處理器插件PS801和PS820。 Hidraw可以運(yùn)行在任何一臺(tái)兼容的Windows NT/95 PC機(jī)上，它有一個(gè)圖形用戶接口(GUI)，其應(yīng)用比

4、較簡單，僅需要使用選取放置連接的方法即可，即：用戶可以通過從圖標(biāo)庫中選取相應(yīng)圖標(biāo)，然后放置在圖中，并將圖標(biāo)連接起來即可。 升級(jí)產(chǎn)品 DCC-800 系統(tǒng)第12頁/共43頁控制保護(hù)主機(jī)（ABBABB技術(shù)） MACH 2系統(tǒng)主機(jī) 通用PC 機(jī)(Pentium III, PCI總線，無硬盤) +專用板卡 （PS801和PS820 ） 操作系統(tǒng) Windows NT* 軟件編程 Hidraw 程序存儲(chǔ) 閃存卡 第13頁/共43頁主計(jì)算機(jī)（MC ）第14頁/共43頁MACH 2系統(tǒng)主機(jī)第15頁/共43頁主計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)第16頁/共43頁國產(chǎn)直流控制保護(hù)系統(tǒng)的類型 1）許繼 DPS-2000 基于西門子技術(shù)（

5、 SIMADYN D ）的直流控制保護(hù)系統(tǒng) 特點(diǎn): 人機(jī)界面改用自主技術(shù) 2）南瑞 PCS-9500 基于ABB技術(shù)（ MACH 2 ）的直流控制保護(hù)系統(tǒng) 特點(diǎn): 換流變保護(hù)、交/直流濾波器保護(hù)改用自主技術(shù) RCS-977A換流變壓器保護(hù) ， RCS-976D直流濾波器保護(hù) ， RCS-976A系列數(shù)字式交流濾波器保護(hù)。 3）基于AREVA技術(shù)的直流控制保護(hù)系統(tǒng) 第17頁/共43頁直流控制保護(hù)系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì) 1）基于西門子技術(shù)的直流控制保護(hù)系統(tǒng) 直流控制系統(tǒng) 雙重化設(shè)計(jì) 直流保護(hù)系統(tǒng) 三重化設(shè)計(jì) 2）基于ABB技術(shù)的直流控制保護(hù)系統(tǒng) 直流控制系統(tǒng) 雙重化設(shè)計(jì) 直流保護(hù)系統(tǒng) 雙重化設(shè)計(jì)第18頁/共

6、43頁運(yùn)行人員控制 西門子 ABB 主機(jī) Alpha工作站 PC 操作系統(tǒng) UNIX Windows NT* LAN網(wǎng) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 第19頁/共43頁現(xiàn)場(chǎng)總線（西門子技術(shù)）第20頁/共43頁現(xiàn)場(chǎng)總線 （ABBABB技術(shù)） 現(xiàn)場(chǎng)總線采用CAN和TDM總線 CAN (Control Area Network) 用于串行傳輸開關(guān)量信號(hào) TDM (Time Division Multiplexed) 用于串行傳輸模擬量信號(hào) 第21頁/共43頁葛站保護(hù)分區(qū)第22頁/共43頁直流保護(hù)區(qū)域劃分(大地回線)第23頁/共43頁控制保護(hù)軟件 ABB技術(shù) 由MACH2 系統(tǒng)功能塊編程，生成圖形文件。

7、 簡單的點(diǎn)擊、拖動(dòng)、放下即完成。再通過編輯，生成相應(yīng)代碼，下載到對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中。 不同的應(yīng)用有對(duì)應(yīng)的功能塊庫。 西門子技術(shù) STRUC G 軟件編程，生成圖形文件。 簡單的點(diǎn)擊、拖動(dòng)、放下即完成。 有統(tǒng)一的功能塊庫。第24頁/共43頁 直流控制 控制直流功率的手段 改變角(Vd1.35Ecos dId) 調(diào)節(jié)范圍大；連續(xù)調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)速度快。 主要控制手段 改變換流變抽頭位置(Vd1.35Ecos dId) 調(diào)節(jié)范圍小；分級(jí)調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)速度慢。 輔助控制手段 控制原則 整流站控制直流電流 逆變站控制直流電壓第25頁/共43頁基本控制配合1 整流站控制Id 由電流調(diào)節(jié)器控制Id Id Ido 由換流變抽

8、頭調(diào)節(jié)控制換流器 =152.5 逆變站控制Ud 由關(guān)斷角調(diào)節(jié)器控制 17 由換流變抽頭調(diào)節(jié)控制Ud Ud Udo1% 例：三常、三廣第26頁/共43頁基本控制配合2 整流站控制Id 由電流調(diào)節(jié)器控制Id Id Ido 由換流變抽頭調(diào)節(jié)控制換流器 =152.5 逆變站控制Ud 由電壓調(diào)節(jié)器控制Ud Ud Udo 由換流變抽頭調(diào)節(jié)控制 min17 例：天廣、貴廣第27頁/共43頁基本控制配合3 整流站控制Id 由電流調(diào)節(jié)器控制Id Id Ido 由換流變抽頭調(diào)節(jié)控制換流變閥側(cè)電壓Udi0不變。 逆變站控制Ud 由關(guān)斷角調(diào)節(jié)器控制 17 由換流變抽頭調(diào)節(jié)控制換流變閥側(cè)電壓Udi0不變。 例：葛南 第

9、28頁/共43頁兩站直流控制的基本配合 ABB 西門子 整流站 Id Id 逆變站 max Ud第29頁/共43頁整流站調(diào)節(jié)器組合 直流電流調(diào)節(jié)器 PI調(diào)節(jié)器 直流電壓調(diào)節(jié)器 PI調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)器之間平穩(wěn)轉(zhuǎn)換 指令不能突變第30頁/共43頁逆變站調(diào)節(jié)器組合 定關(guān)斷角（定角）調(diào)節(jié)器 PI調(diào)節(jié)器 直流電流調(diào)節(jié)器 PI調(diào)節(jié)器 直流電壓調(diào)節(jié)器 PI調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)器之間平穩(wěn)轉(zhuǎn)換 指令不能突變第31頁/共43頁直流保護(hù) 直流保護(hù)采取分區(qū)配置，通常將直流側(cè)保護(hù)、交流側(cè)保護(hù)和直流線路保護(hù)三大類，分為以下6個(gè)保護(hù)區(qū)： 1）換流器保護(hù)區(qū) 2）直流極線保護(hù)區(qū) 3）中性母線保護(hù)區(qū) 4）交流開關(guān)場(chǎng)保護(hù)區(qū) (1）換流變壓器保

10、護(hù) (2）交流開關(guān)場(chǎng)和交流濾波器保護(hù) 5）接地極線路和接地極保護(hù)區(qū) 6）直流線路保護(hù)區(qū) 第32頁/共43頁12脈動(dòng)換流器主要故障點(diǎn)示意 第33頁/共43頁 4.2 特高壓直流輸電控制系統(tǒng)與控制保護(hù)裝置的特點(diǎn)第34頁/共43頁雙12脈動(dòng)換流器串聯(lián)極第35頁/共43頁特高壓直流控制保護(hù)的特點(diǎn) 1. 硬件結(jié)構(gòu) 直流控制雙重化 直流保護(hù)三重化 極控制與換流器控制分開 2. 新增功能 適應(yīng)多種運(yùn)行方式 單個(gè)換流器投退控制 直流融冰控制 3. 技術(shù)進(jìn)步 WINTDC 云廣、 向上 DC800 向上 高性能計(jì)算機(jī) 速度 無風(fēng)扇 可靠性 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) eTDM總線 單光纖 最后一臺(tái)斷路器跳閘保護(hù)第36頁/共4

11、3頁特高壓直流控制保護(hù)的特點(diǎn) 1. 硬件結(jié)構(gòu)（向上工程） 直流控制硬件分為雙極層、極層和換流器層。各層均由雙重化的主機(jī)和相應(yīng)I/O設(shè)備構(gòu)成。 直流保護(hù)分為雙極保護(hù)區(qū)、極保護(hù)區(qū)和換流器保護(hù)區(qū)，每個(gè)區(qū)的保護(hù)由三重化的主機(jī)和相應(yīng)I/O設(shè)備構(gòu)成。直流濾波器保護(hù)在極保護(hù)中實(shí)現(xiàn)，換流變保護(hù)在換流器保護(hù)中實(shí)現(xiàn)。每個(gè)保護(hù)采用基于eTDM的數(shù)字通道輸出。 交流站控系統(tǒng)雙重化 交流濾波器保護(hù)雙重化 交流母線保護(hù)雙重化 直流控制和直流保護(hù)主機(jī)之間通過實(shí)時(shí)100Mbit/s LAN網(wǎng)通信 實(shí)時(shí)直流控制保護(hù)系統(tǒng)與運(yùn)行人員控制系統(tǒng)之間采用防火墻前置機(jī)進(jìn)行隔離。 防火墻前置機(jī)內(nèi)運(yùn)行著Windows/INTime雙重操作系統(tǒng)。Windows負(fù)責(zé)與運(yùn)行人員控制層交換信息，INTime負(fù)責(zé)與實(shí)時(shí)控制保護(hù)層交換信息。 Windows與INTime之間通過進(jìn)程間的通信機(jī)制進(jìn)行通信。 第37頁/共43頁特高壓直流輸電控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 第38頁/共43頁特高壓直流控制保護(hù)的特點(diǎn) 2. 新增功能 適應(yīng)多種運(yùn)行方式 單個(gè)換流器投退控制 直流融冰控制第39頁/共43頁單個(gè)換流器的投退控制第40頁/共43頁特高壓直流控制保護(hù)的特點(diǎn) 3. 技術(shù)進(jìn)步 WINTDC 云廣 DC800 向上