摘要：特高压直流输电是当前电力输送管理的重要方式，进行控制保护系统的合理应用，不仅能提升特高压直流输电效率和质量，更能在减少供电损耗的同时，保证输电安全性。本文在阐述特高压直流输电控制保护系统配置原则的基础上，就保护系统装置的基本功能展开分析，同时基于实时仿真技术，指出要直流控制保护程序的基本流程。期望能提升特高压直流输电控制保护系统的应用水平，推动我国电力工程的有序发展，
关键词：直流输电；特高压；控制保护系统；实时仿真技术
电力资源在社会生产生活中发挥着重要作用；新经济形态下，人们对于电力资源的需求量不断增加，采用直流系统进行输电已经成为当前输电管理的重要形式。在直流输电中，控制保护系统充当着神经中枢的作用，其能在保护构件高效配置的基础上，保证直流输电的效率与稳定。新时期，我国直流输电规模不断扩大，进行直流输电控制保护系统的深度研究很有必要。
一、特高压直流输电控制保护系统配置原则
特高压直流输电控制保护系统在的输电安全管理中发挥着重要作用；输电管理中，直流输电控制保护系统按照分层分布的形式进行结构布局，同时在开放式、分层分布式以及模块化监控系统的支撑下，实现了主机保护配置和直流控制的有效管理，同时，借助于冗余配置体系，特高压直流保护系统得以高效运作，有效的满足了特高压直流输电的效率和质量[1]（见图1）。在实践过程中，要进一步提升输电控制保护系统的运行效率，还应注重其设计原则和三重保护原则的有效把控。
图1 直流输电控制保护系统分层结构
就设计原则而言，应坚持降低双极停运率的控制思想，即要求所有控制保护系统，不仅能在整流运行中应用，同时可以在逆变运行中应用。具体而言，在保护设备配置中，应将12脉动换流阀组作为最基本的保护单元，对每一个换流器进行单独保护，确保两极保护彼此分开。同时，需对各个区域进行多重保护，避免单一元件发生故障时，其他组件单元能正常运行。而在三种保护原则管理中，应注重双重冗余保护的有效设置，要求根据“三取二”的逻辑通过FPGA硬件输出切换、跳闸和闭锁信号，并在光纤的支撑下，对所有的跳闸信号进行传送管理，确保直流输电系统可靠性和稳定性的有效提升[2]。
二、直流输电控制保护系统装置的基本功能
1、保护直流系统换流器
换流器是直流输电系统的重要装置，其能快速的实现交、直流转化，对于人们生活生产具有较大影响。在换流器保护中，三角侧短路保护、星型侧短路保护等都是较为常见的保护方式。从保护结果来看，供电系统输电中，一旦发生短路、交流系统故障、通信问题，借助于控制保护系统管理，换流器相应的电极会紧急闭锁，同时断开换流变压器的进线开关和中性母线开关，实现直流输电装置和线路的有效保护。
2、进行直流母线保护
特高压主流输电过程中，直流母线保护系统的应用较为多样，其不仅包含了高压直流母线差动保护，而且涉及中性直流母线差动保护、直流过流保护等内容[3]。在实际保护中，借助于这些保护装置的闭锁管理，换流变压器会开始运作，关闭进线开关、中性母线开关等单元，从管理效果来看，实现了整个极的有效保护，为特高压直流输电创造了良好条件。
3、进行接地极线路保护
接地极线路保护能实现相应电极闭锁，并在发出报警信号的同时，实现极闭锁的有效关闭。实际管理中，接地极线路保护有性母线差动保护、接地极过流保护、过电压保护等诸多类型，此外，电流不平衡保护、金属接地故障也属于接地极线路保护的范畴。
4、其他保护功能
要进一步提升特高压直流输电控制保护系统运作质量，还应注重阀连接接母线区、接地极引线双端不平衡的有效保护。就阀连接母线区保护而言，应注重高压阀侧电流和低压阀侧电流的有效把控，并确保两者电流差的绝对值大于动作定值。而在接地极引线双端不平衡保护过程中，应注重其动作策略的有效把控，以此来减少特高压直流系统输电故障发生，确保直流输电的稳定性。
三、基于实时仿真技术的控制保护系统应用
新时期，为实现特高压直流输电控制保护系统的高效运作，人们在保护装置配置中，开始采用实时仿真技术进行布局规划，从应用效果来看，其实现了控制保护系统建模控制的有效简化，并在进行锁相同步与脉冲触发模拟的基础上，实现了特高压输电系统的标准化管理。具体管理过程如下：
1、仿真系统下的特高压直流输保护建模
特高压输电系统采用分层分布的形式进行供电结构布局，这对于输电保护提出了较高要求。在实施仿真技术支撑下，直流输保护系统的单元配置具有开放式、分层分布式以及模块化的特征。就建模过程而言，其将保护系统层级建模分为基础元件库、中间元件库、仿真程序三个部分；该模式下，通过Subsystem 和 Atomic Subsystem进行功能逻辑的有效封装，而在In和Out元件的支撑下，实现控制指令的有效交互，确保了保护功能的实现。
2、仿真系统下的特高压直流输保护系统层级元件库
借助于实时仿真系统进行特高压直流输保护时，还应注重层级元件库的有效建设。具体而言，其包含了基础元件库、中间元件库两个部分。就基础元价库而言，其包含了简单元件、算术类元件、逻辑类元件等诸多类型，这些元件库主要实在复制Simulink 元件的基础上，进行层级封装和代码编写得来的。而在中间元件库管理中，极控、组控、站控和保护是其基本的四个保护单元，从应有效果来看，每个元件包括跟实际工程一致的功能模块，这对于特高压直流输电系统保护具有重大影响。
此外，还应注重控制保护元件的有效构建，通常，控制保护元件由中间元件库组成，其同样包含了极控、组控、站控和保护四种类型，有效地满足了特高压直流输电系统控制保护需要。
结论
特高压直流输电控制保护系统的运作对于输电效率和质量具有较大影响，实践过程中，人们只有坚持直流输电控制保护系统的配置原则，并在优化其保护功能的基础上，进行仿真技术的高效应用，以此来实现直流控制保护程序的高效运作，才能有效地提升特高压直流输电控制保护系统运作水平，进而提升特高压输电效率和质量，推动我姑电力工程的有序发展。
参考文献
[1]王伟.特高压直流输电控制保护系统实时仿真技术的研究及应用[J].电力系统保护与控制,2019(15):142-147.
[2]刘晨,王鹏.特高压直流输电控制保护特性对内过电压的影响[J].通讯世界,2019(3):164-165.
[3]朱清代,滕予非,李小鹏.特高压直流输电系统换相失败预测环节对送端电网影响分析[J].四川电力技术,2017(6):12-15.
论文作者:李从树
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/12
标签：系统论文; 特高压论文; 母线论文; 仿真技术论文; 元件论文; 基础上论文; 高效论文; 《当代电力文化》2019年第16期论文;