摘要：当系统运行工作点没有发生变化或者变化较小时，基于总体最小二乘-旋转不变技术辨识方法设计的新型高压直流附加变结构控制器相比现有变结构控制具有更好的控制效果，但是在系统发生较大扰动导致运行工作点发生变化时，基于实际系统设计原则的现有变结构控制器控制效果往往优于新型变结构控制器。为进一步优化控制器，以控制目标的峰值偏离理想值的程度作为切换判据，设计可以灵活在新型变结构控制和现有变结构控制之间切换的自适应变结构附加控制器，在系统运行工作点没有发生变化或者变化较小时使用新型附加变结构控制器，发生较大变化时自动切换为现有附加变结构控制器。
关键词：高压直流输电；常规接地；设计
引言
随着经济社会的发展，我国已成为世界最大的能源消费国，但国内能源生产和能源消费呈现明显的逆向分布，负荷中心主要在东部地区，能源基地主要分布在西部和北部地区。传统以化石能源为主的能源传输方式，受到环境保护、气候变化、运输容量等因素的影响，已经难以为继，为满足大容量、远距离、高效的能源传输需求，建设特高压电网是现阶段最优的选择。随着技术的不断成熟，基于晶闸管换流阀的高压直流输电技术在实现能源优化配置方面有着独特的技术和经济优势，在我国得到了大量应用。按照国家电网公司提出的建设以特高压电网为骨干网架、全球互联的坚强智能电网的战略方针，为满足更远距离、更大容量的高压直流输电需求，对高压直流输电核心设备进行试验研究，确保其安全、稳定运行，是当前迫切需要解决的问题。
1我国高压直流输电的现状
我国的高压直流输电技术起步较晚但发展迅速。1986年，经过近三年的准备工作，我国第一个超高压直流输电示范工程—葛上（葛洲坝—上海）直流输电工程开始逐步投产，初期单极容量已达到60万千瓦。2010年7月，我国的另一个高压直流输电示范工程投入运行，即向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程，该工程在当时是世界上技术水平最为先进、输送电力容量最大，也是电压等级最高（±800v）的直流输电工程。该工程由我国自主研发，并是当时世界高压直流输电技术的最高水平。随着特高压电网的发展以及西部水利水电资源的进一步开发，我国直流输电工程的建设还将进一步加快。“十一五”期间的溪洛渡、向家坝水电站和锦屏水电站外送的±800千伏特高压直流输电工程建设已完成。截止到2020年底，中国将在华东、华北、华中等多个地区建设特高压交流同步电网，建成溪洛渡—株洲、溪洛渡—浙西等±800千伏特高压直流工程15个，其中含特高压输电线路2.6万公里，特高压直流换流站约30余座，输送电力总容量达9500万千瓦。
2接地选址设计条件优化
2.1地层岩性
地层的土体类型、矿化度或电解质含量、颗粒组成、土壤温度及地下水分布等都直接影响着大地土壤电阻率。地质资料可为接地极选址提供有力依据，通过分析地质资料可显著提高极址选择的效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆1）通过地质资料分析可得到换流站周边广域范围内的土壤电阻率分布，排除土壤电阻率较差的区域，缩小选址范围，可以避免在极址选择过程中盲目地对过多的极址进行土壤电阻率测量，大幅度提高极址选择的成功率；2）通过地质资料对大范围内的土壤电阻率进行评估，选址时可避开极址范围与周边土壤电阻率差异较大的极址，有效避免接地极建成后造成严重的直流偏磁问题。因此在选址过程中应增加地质资料收集和分析这一步骤，且应尤其引起重视。优化后的接地极选址流程为：估算接地极占地→地质资料收集分析→地形图选址→收资分析→极址电阻率测量→分析推荐最优极址。
2.2直流滤波器阻抗频率优化
高压直流输电系统运行过程中，直流线路两端换流器将不可避免地向直流侧注入谐波。在理论上，12脉动换流器将在直流侧产生12k（k为自然数）次谐波电压。大量谐波将对直流极线及接地极引线附近的通信线路产生干扰，因此，必须通过加装直流滤波系统以实现谐波抑制。直流滤波系统主要由直流滤波器、平波电抗器和中性线接地电容器组组成。目前，直流滤波器一般采用无源滤波器，国内HVDC工程较多采用双调谐直流滤波器和三调谐直流滤波器。直流滤波器的谐调频率和换流器产生的特征谐波频率相互匹配。
2.3边界条件对接地极设计的影响分析
土壤温升是限制接地极设计的关键因素，它与接地极的导体长度、半径、埋深、焦炭截面积、接地极半径均有关系。本文通过对南方电网直流工程运行情况的分析，提出了更为合理的温升边界条件。温升边界条件对接地极的占地影响较大，表4对比了某直流工程两种温升计算系统条件对接地极占地的影响。可见，降低接地极温升边界能够有效减小接地极的占地面积，提高接地极的经济性。
结语
本文以高压直流输电系统结构及线路故障为基础，提出一种基于峰值频点阻抗阻抗角角度差的线路保护方案。该方案利用整流侧和逆变侧峰值频点阻抗的阻抗角差异实现保护功能，通过构造不同峰值频率下含权重系数的阻抗角角度差计算函数实现不同频点的角度差配合。针对线路末端故障时单端故障信号选极可靠性差的弱点，提出了含权重系数的选极新方法。该方案受数据同步影响小、对采样率要求不高且易于工程实现。经理论分析和仿真验证，基于峰值频点的线路保护方案不受分布电容电流的影响且具备良好的抗过渡电阻能力。
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论文作者:陈旭,段施奇,金宵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
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