C藏中电网电力系统故障于4月5日重现

为研究如何通过改进直流控制系统策略来降低青藏直流换相失败的几率或缩短换相失败发生后的系统恢复时间，就必须建立详细的藏中电网和青藏直流电磁暂态模型来进行仿真研究，藏中电网的电磁暂态模型在4.2节中已经完成建模，青藏直流系统的电磁暂态建模在本书所研究的直流控制保护系统PSCAD/EMTDC仿真平台中实现。为反映直流系统真实的控制系统响应特性，直流控制系统的控制逻辑和软件与实际工程一致。控制功能包括极功率/电流控制、顺序控制、换流器触发控制、换流变分接头控制和无功功率控制等。

极功率/电流控制功能包括了功率控制模式、电流控制模式、站间通信、过负荷限制功能、功率调制功能、双极功率平衡/不平衡控制、极间功率转移功能、极电流平衡功能等。

顺序控制主要包含极顺序控制功能和闭锁顺序控制功能，顺序控制的主要目的是平稳地启动直流系统的功率传输，并尽量减小对两侧交流系统造成的扰动。当两站处于联合控制模式时，极功率控制PPC将在直流功率指令等于最小功率限制值时，发出启动命令至极顺序控制，然后，由极顺序控制功能协调与对侧站的配合。启动顺序将保证逆变侧在整流侧之前启动，如果此时的逆变侧没有交流滤波器投运，启动顺序发出命令至无功功率控制器以投运交流滤波器，在交流滤波器投运后，启动顺序将发出换流器解锁命令，并在得到解锁状态后200ms，解除移相命令。一旦整流侧接收到逆变侧发来的解锁状态，整流侧也将与逆变侧同样操作，即连接交流滤波器、解锁以及解除移相命令。

换流器触发控制简单而言就是触发控制系统接收来自极功率控制的电流指令，产生触发脉冲的过程，但是为了实现整个触发控制过程的平稳，在由电流指令到产生触发脉冲的过程中存在很多的控制环节，来实现电流控制、电压控制、熄弧角控制等等。具体控制功能可参见本书3.1节的描述。

分接头控制包括了分接头手动控制、自动控制、电压与角度参考值计算功能。在实际工程中由于分接头机械动作时间较长，在仿真时为了实现分接头的快速调节，以便较快地达到稳定运行状态，仿真模型中缩短了分接头的调节时间，忽略了分接头动作时的机械调节过程，完整保留了分接头为实现电压与角度控制目标时的升降控制逻辑。

无功功率控制主要是为了实现交流滤波器的自动投切，且投切滤波器的同时通过gamaKick功能快速调整触发角度，减小对交流电压的影响和冲击。

以4月5日事故为例，在PSCAD/EMTDC电磁暂态模型中模拟羊贡线B相金属性接地短路故障。试验条件：西藏电网负荷约380MW，直流双极输送120MW，直流全压400kV，拉萨站SVC投入运行。在羊贡线距羊湖侧8.9km处模拟B相接地故障。羊贡线B相接地后的交直流波形图如图412所示。(www.xing528.com)

图4-12（一）　羊贡线B相接地故障后羊湖母线及直流极1仿真结果波形图

图4-12（二）　羊贡线B相接地故障后羊湖母线及直流极1仿真结果波形图

图4-12（三）　羊贡线B相接地故障后羊湖母线及直流极1仿真结果波形图

从波形图可以看出羊贡线故障后羊湖B相电压从91kV下降到19.5kV，故障在110ms切除。交流系统故障导致直流系统双极发生换相失败，换流母线电压有效值由222kV降至122kV，故障发生120ms后换流母线电压恢复至199kV（90%），发生换相失败后，直流电压下降到零，直流电流最大达到1416A；换相失败后约60ms直流电流被整流侧电流调节器控制到零；交流系统故障引起的双极换相失败在300ms后恢复，在故障后直流电流在260ms恢复至90%故障前电流和直流电压在320ms恢复至360kV（约90%）。交直流系统的仿真结果与实际系统的故障录波数据比较吻合。