一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及输电【技术领域】，尤其涉及一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置，包括开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置，所述开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置内分别设有PLC；所述开关站孤岛专用装置与换流站连接，且该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间通过交互信号连接；所述厂房孤岛专用装置与调速器控制柜相连。本发明提供电站侧设置配合孤岛运行的相应孤岛运行装置，在孤岛运行方式下直流双极闭锁时能够快速切机，快速消除发电机组输出功率与直流系统传输功率间的不平衡。
【专利说明】一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输电【技术领域】，尤其涉及一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置。
【背景技术】
[0002]特高压直流输电线路，除联网运行外还设计了孤岛方式运行，为了避免楚穗直流故障时的功率转移，减少对交流电网的影响，简化楚穗直流安稳系统的配置以及提高云电外送能力，电网网架规划设计确定了相对独立的送端孤岛运行方式将作为楚穗直流运行时的一种正常运行方式。孤岛运行方式下，作为送端的电站侧频率和电压控制策略与联网运行方式下有较大区别，相应的调速、励磁等系统的参数应进行切换。
[0003]直流输电系统转为孤岛运行方式时，与联网运行方式不同，在孤岛运行方式下送端频率、电压无法依靠网内机组共同调节，只能依靠机组自身调节和直流频率控制。一般情况下，由于电厂远离换流站，直流孤岛运行方式下送端电网十分薄弱，有效短路比很低，孤岛系统中交直流系统的故障，均有可能引发送端系统失稳；直流双极闭锁情况下过电压问题也十分突出，威胁换流站及电站主设备安全，发电机组输出功率与直流系统传输功率间容易产生不平衡的现象。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明的目的是提供一种能够稳定、安全运行的特高压直流输电线路的直流孤岛运行装置。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置，所述孤岛运行装置包括开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置，所述开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置内分别设有PLC ;所述开关站孤岛专用装置与换流站连接，且该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间通过交互信号连接；所述厂房孤岛专用装置与调速器控制柜相连。
[0009]其中，该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间采用光纤传输信号。通过采用光纤传输信号，在长距离信号处理上具有良好的快速性和可靠性。
[0010]进一步，用于传输信号的光纤的两端设有双向通信监控装置。通过双向通信监控装置可及时发现接点出现的故障，保证孤岛运行装置的稳定运行，避免潜在的隐患。
[0011]进一步，开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置均采用两套PLC双重化冗余配置，减少孤岛专用装置的故障时间。
[0012]其中，所述开关站孤岛专用装置通过孤岛方式信号、联网方式信号和直流停运信号与安稳控制装置连接，使孤岛运行装置精确判断出直流运行方式及运行状态。
[0013]优选地，所述直流停运信号采用3S脉冲信号输出，保证信号传输的距离及精确性。
[0014]进一步，所述厂房孤岛专用装置上设有手动控制回路。方便了孤岛专用装置自动回路的检修，且保证在自动回路失效的极端情况下，孤岛专用装置仍能发挥作用。
[0015]其中，所述手动控制回路包括手动投联网/孤岛回路和手动直流停运回路。
[0016]进一步，所述手动投联网/孤岛回路上设有手动/自动把手、手动投联网压板和手动投孤岛压板；所述手动/自动把手切换至手动位时，且闭锁自动投联网/投孤岛模式，确保手动投联网和投孤岛模式的正常运行和操作简便。
[0017]进一步，所述手动直流停运回路上设有手动直流停运解锁按钮、手动直流停运按钮和手动直流停运压板；在同时按下手动直流停运解锁按钮及手动直流停运按钮，且手动直流停运压板投入的前提下，手动直流停运信号才能送出。该技术方案既能方便手动直流停运模式的操作，又能够避免误操作的发生。
[0018](三)有益效果
[0019]与现有技术和产品相比，本发明有如下优点:
[0020]本发明提供电站侧设置配合孤岛运行方式的相应孤岛运行装置，在孤岛运行方式下直流双极闭锁时能够快速切机，快速消除发电机组输出功率与直流系统传输功率间的不平衡。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明的孤岛运行装置的内部配置及连接结构图；
[0022]图2为本发明的安稳控制装置与孤岛运行装置的信号传输示意图；
[0023]图3为本发明的手动投联网/孤岛回路示意图；
[0024]图4为本发明的手动直流停运回路示意图。
[0025]图中标记:1-手动/自动把手；2_手动投联网压板；3_投联网中继器；4_投孤岛中继器；5_手动投孤岛压板；6_手动直流停运解锁按钮；7_手动直流停运按钮；8_手动直流停运压板；9_手动直流停运中继器。
【具体实施方式】
[0026]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
[0027]如图1所示，本实施例提供一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置，包括相互连接的开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置，所述开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置内分别设有可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC);开关站孤岛专用装置与换流站连接，且该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间通过交互信号连接；厂房孤岛专用装置与调速器控制柜相连。输电电网设置了孤岛运行装置，对执行机构中的调速器电气柜进行调控，并与换流站中的孤岛判别装置、换流站极控装置和安稳控制装置相互配合，在孤岛运行方式下，通过PLC的控制，直流双极闭锁时能够快速切换联网与孤岛的运行模式转换，快速消除发电机组输出功率与直流系统传输功率间的不平衡，保证了直流孤岛输电线路的稳定安全运行。
[0028]其中，该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间采用光纤传输信号。采用传统的继电器电接口方式虽然简单、易实现。但由于开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置间直线距离一般约1000米，长距离信号处理上采用光纤接口方式较于电接口方式在快速性和可靠性上较好，故装置间采用光纤接口。采用光纤接口具有以下功能:
[0029](I)快速性。在光纤接口方式下，信号传输的速度相比传统的继电器电接口方式有很大的提高，信号在光纤中传输的时间几乎可以忽略，信号交换的速度由光纤两端设备中的程序执行周期来决定，电站的孤岛专用装置采用PLC模式处理，受PLC自身扫描周期及PLC间处理信号机制影响，实际时间在300-500ms以内。信号传输速度的提高保证了执行机构可以更快的对命令做出响应，在紧急情况下可以最大限度的保证主设备的稳定运行。
[0030](2)可靠性。采用光纤接口方式，信号交换由光信号的传递来完成，不会受到外部电磁干扰的影响导致信号出错的发生，抗干扰能力相比传统的继电器电接口方式大大提高。而且光纤通信协议具有对信号的实时校验功能，可以在接收信号的同时对每一帧收到的数据进行数据正确性的校验，将判别出的错误数据进行剔除，保证了传输信号的正确性，有效防止因为收到错误的信号而导致的执行机构误动作。
[0031]进一步，开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间用于传输信号的光纤两端设置有双向通信监控装置。传统的继电器电接口方式在设备运行过程中存在继电器接点故障的可能性，由于不能对继电器的接点回路进行有效的监视，一旦接点出现故障不能被及时发现，只有等到命令信号不能正确执行时才能被发现，这会给系统的稳定运行带来潜在的隐患。如果采用光纤接口方式，光纤两端设置的双向通信监控装置可以同时对光纤的双向通信状态进行监视，一旦通讯出现问题，可以及时通过电站监控系统故障报警通知运行维护人员，及时进行故障处理。
[0032]其中，开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置均采用两套PLC双重化冗余配置，每个孤岛专用装置的两套PLC之间优选采用热备光纤实现热备冗余，减少装置的故障时间。
[0033]如图2中所示，换流站设有的两套安稳控制装置，包括安稳控制装置A和安稳控制装置B，分别与所述开关站孤岛专用装置信号连接。特高压直流输电系统的运行方式及运行状态主要由孤岛判别装置进行判别，采集线路潮流及换流站断路器位置信息，综合输送电站、接收站装置传来的信息，判断出直流运行方式及运行状态，并以开关量的形式发送至换流站极控装置和安稳控制装置，由安稳控制装置再将信号转发给孤岛运行装置。其中，开关站孤岛专用装置通过孤岛方式信号、联网方式信号和直流停运信号与换流站中的安稳控制装置连接。
[0034]对于孤岛方式信号和联网方式信号，当开关站孤岛专用装置接收到两套安稳控制装置的方式均有效且一致时，则取用该方式；当开关站孤岛专用装置接收到一套安稳控制装置的方式有效，另一套无效时，则取有效的方式；当开关站孤岛专用装置接收到两套安稳控制装置的方式均有效但不一致时，或者两套安稳控制装置的方式均无效时，发告警信号并需要人工确认方式。
[0035]对于直流停运信号，每套电站安稳控制装置均输出“直流停运”接点输出，采用单位置接点输出。采用单位置接点输出，优选输出采用3S脉冲信号。开关站孤岛专用装置接收到任何一套安稳装置的直流停运信号即认为直流停运信号有效。
[0036]如图3和图4所示，为方便电站侧配合孤岛调试试验工作，方便孤岛专用装置自动回路的检修，且保证在自动回路失效的极端情况下，孤岛专用装置仍能发挥作用，电站孤岛专用装置还设计了由纯继电器回路组成的手动回路，位于厂房孤岛专用装置。厂房孤岛专用装置上设有手动控制回路。进一步，该手动控制回路包括手动投联网/孤岛回路和手动直流停运回路。具体如图3所示，手动投联网/孤岛回路上设有手动/自动把手1、手动投联网压板2、手动投孤岛压板5、投联网中继器3和投孤岛中继器4 ;所述手动/自动把手I切换至手动位时，同时闭锁自动投联网/投孤岛的运行模式，可通过按下手动投联网压板2和手动投孤岛压板5，从而手动控制投联网/投孤岛的运行模式。
[0037]其中，具体如图4所示，手动直流停运回路上设有手动直流停运解锁按钮6、手动直流停运按钮7和手动直流停运压板8以及串联的手动直流停运中继器9 ;为防止误操作，只有在同时按下手动直流停运解锁按钮6及手动直流停运按钮7，且手动直流停运压板8投入的前提下，手动直流停运信号才能送出。
[0038]该孤岛运行装置可与电站监控系统连接。发生联网到孤岛方式切换或孤岛到联网方式切换时，电站监控系统使电站自动退出自动发电控制(automatic generat1ncontrol，AGC)模式，使电站侧自动电压控制(automatic voltage control,，AVC)正常调压系数自动切换，而且可人工退出电力系统稳定器(power system stabilizat1n，PSS)模式；孤岛运行方式下直流停运信号时，使电站自动退出AGC模式。开关站孤岛专用装置接收到信号后时间及厂房孤岛专用装置送出信号时间，都自动记录至电站监控系统，方便事故追忆。发生联网到孤岛方式切换或孤岛到联网方式切换时自动退出电站调度AGC功能控制，电站侧AVC正常调压系数自动切换，PSS功能人工退出。孤岛运行方式下直流停运信号时自动退出小湾站调度AGC功能。
[0039]以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述孤岛运行装置包括开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置，所述开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置内分别设有PLC ;所述开关站孤岛专用装置与换流站连接，且该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间通过交互信号连接；所述厂房孤岛专用装置与调速器控制柜相连。
2.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，该开关站孤岛专用装置与厂房孤岛专用装置之间采用光纤传输信号。
3.根据权利要求2所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，用于传输信号的光纤的两端设有双向通信监控装置。
4.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，开关站孤岛专用装置和厂房孤岛专用装置均采用两套PLC双重化冗余配置。
5.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述开关站孤岛专用装置通过孤岛方式信号、联网方式信号和直流停运信号与安稳控制装置连接。
6.根据权利要求5所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述直流停运信号采用3S脉冲信号输出。
7.根据权利要求1?6任一项所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述厂房孤岛专用装置上设有手动控制回路。
8.根据权利要求7所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述手动控制回路包括手动投联网/孤岛回路和手动直流停运回路。
9.根据权利要求8所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述手动投联网/孤岛回路上设有手动/自动把手、手动投联网压板和手动投孤岛压板；所述手动/自动把手切换至手动位时，且闭锁自动投联网/投孤岛模式。
10.根据权利要求8所述的特高压直流输电线路的孤岛运行装置，其特征在于，所述手动直流停运回路上设有手动直流停运解锁按钮、手动直流停运按钮和手动直流停运压板；在同时按下手动直流停运解锁按钮及手动直流停运按钮，且手动直流停运压板投入的前提下，手动直流停运信号才能送出。
【文档编号】H02J3/36GK104505852SQ201410751455
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】曹一凡, 杨建彬, 陈映喜, 冯华才 申请人:华能澜沧江水电有限公司