水电之家讯：特高压直流配套安全稳定控制系统的典型设计：李德胜，罗剑波

一、研究意义

配置电网安全稳定控制系统(简称稳控系统)，采取紧急控制措施，是应对特高压直流故障大功率冲击带来的电网稳定问题的重要手段。自2010年以来，复奉、锦苏、宾金等数个±800kV特高压直流先后建成投产，每个直流工程均配套实施了稳控系统，以确保电网的稳定运行。根据实际运行和控制需要，调度部门、科研机构和设备厂商在提高特高压直流配套稳控系统可靠性方面进行了大量研究和工程实践，成效显著。但现有研究大多针对具体工程采取“量体裁衣”式的定制，对于特高压直流稳控系统的标准化和典型设计研究较少。随着直流输电距离和容量的不断增加，建设速度的加快，研究特高压直流输电配套安全稳定控制系统的典型设计方案，对于相关稳控系统的设计实施具有重要指导与借鉴意义。

二、架构设计

1）直流送端稳控系统架构

系统主要解决在直流故障后因功率过剩而导致的频率稳定问题，以及大功率冲击导致的交流电网功角稳定问题，利用故障联切配套电源机组等措施，在确保电网稳定的同时有效提高断面输电能力。按照分层分区控制的设计原则，并综合考虑系统的可靠性和灵活性，配置控制主站，设置部分交流网内控制子站，相关的电厂作为切机执行站。

通常情况下，特高压直流有相对固定的配套电源，故障时应优先切除该部分机组，仅当切机容量可能不足时，才在送端电网内配置少量的其他切机执行站。直流配套电源由控制主站直接控制，而送端交流电网内部的其他电源，则由控制主站发送命令至相关控制子站，再由其进行协调控制。这样的设计的优点在于：

多数情况下，紧急控制仅涉及到直流主站和配套电源，中间环节少，控制更可靠；

当配套电源可控量不足时，可由控制子站结合送端交流电网的实际情况，进行优化控制；

当送端交流故障时，可方便实现快速回降直流功率，以维持送端电网内的功率平衡。

2）直流受端配套稳控系统架构

与送端电网的稳控系统结构大体相同，主要由安装在逆变侧换流站的控制主站、交流电网内的控制子站和配套切负荷执行站构成。当特高压直流故障时，受端电网将产生功率较大缺额和潮流大范围转移，可能导致电网出现频率过低、部分线路潮流倒向或严重过负荷等问题，利用第二道防线的直流故障联切负荷、交流故障紧急回降直流等措施，辅以第三道防线的轨迹驱动切负荷(TDLS)控制，确保受端电网的稳定运行。

目前，直流故障联切负荷主要采用集中控制方式，通常利用布置在110kV及以上电压等级变电站的稳控装置直接切除高电压等级的线路或主变。当控制站点不多、控制容量相对集中时，为简化设计，提高系统可靠性，切负荷执行站可直接与控制主站通信。若切负荷容量较大、涉及面较广，则可按照供电区域设置切负荷控制子站，负责与主站通信并实现对该区域负荷的状态监视与控制。受端网内的其他控制子站负责交流元件故障检测、直流功率紧急控制的策略判断等。

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