我国的高压直流输电系统发展史,就是中国电力工程师们一步步攻坚克难,填补高压直流输电领域内空白,乃至引领世界高压直流输电技术潮流的“开挂”历程。从灵宝换流站开始,仿真中心就参与到波澜壮阔的直流输电大革命当中,见证并推动了直流输电从起步到辉煌的整个历程。
仿真中心承担了多个直流工程的系统研究和仿真验证工作,对直流工程的交流滤波器策略、联合功率控制方法、特高压阀组投退、直流场及线路保护、换流变保护都有深入研究;并开发了Profisim直流现场层模拟系统和KP-F1A直流控制保护精确仿真平台。
2005年投运的灵宝换流站,两套直流控制保护系统由南瑞继保和许继电气分别提供,两套系统通过重动切换实现对换流站的分时控制。仿真中心对许继的控制保护系统进行了充分验证,特别对交流滤波器控制策略进行了深入研究。
2007年投运的贵广Ⅱ回直流工程中,仿真中心承担了系统研究、仿真试验和系统调试等自主化核心工作,探索了一条具有中国特色的自主化工作模式。为了解决直流场顺序控制的验证难题,仿真中心应用了自主开发的Profisim直流现场层模拟系统。图4.1所示为贵广Ⅱ回仿真试验场景。
图4.1 贵广Ⅱ回仿真试验场景
2008投运的高岭换流站,以及2012投运的高岭扩建工程,因为分两期建设,控制保护平台已经升级,但需要保持和原有平台的兼容性和无缝连接,仿真中心对两期工程的联合功率控制进行了充分验证,确保工程一次性成功投运。
2010年投运的宁东±660 kV直流工程,采用了世界上迄今为止单台容量最大的换流变压器,在直流成套设计中首次实现自主研发;首次开发应用了1 000 mm2大截面导线,首次在工程中采用集中控制模式。针对工程的特殊性,仿真中心对换流变保护和直流线路行波保护进行了深入研究和验证。如图4.2是宁东±660 kV直流工程仿真试验场景。(www.xing528.com)
图4.2 宁东±660 kV直流工程仿真试验
2010年投运的云广工程是世界第一个±800 kV特高压直流,使用双12脉动串联阀组结构,运行方式非常繁多,阀组投退尤其复杂。仿真中心通过反复试验验证,确定了基于站间通信和同步时钟的阀组投退方法,该方法可在几百毫秒完成阀组投退,对系统的冲击最小,该方法在工程中成功应用。
2014年投运的溪浙特高压工程,其控制保护系统使用了许继电气第三代国产化平台DPS-3000,仿真中心在平台研发之初就参与其中,确保新平台达到并超越上一代平台的性能。图4.3所示为第三代平台DPS-3000应用研究场景。
2015年投运的糯扎渡特高压工程中,仿真中心在RTDS闭环试验环境下,开展了23项控制系统试验,15项直流保护试验,3项接口试验,将所有功能缺陷消灭在设备出厂之前。并成功开发了KP-F 1 A直流控制保护精确仿真平台,与实际屏柜控制特性吻合,特别适合于交、直流大电网的仿真研究。
2018年年底投运的昌吉—古泉±1 100 kV特高压工程中,仿真中心针对±1 100 kV特高压直流的特殊性,对控制保护系统进行了大量仿真研究,为这条“疆电外送高速通道”、电力“造血通脉”贡献了智慧。
图4.3 第三代平台DPS-3000应用研究
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