一種直流輸電系統功率限制的測試方法及極控系統與流程

本發明涉及直流輸電系統調試技術領域，尤其涉及一種直流輸電系統功率限制的測試方法及極控系統。

背景技術：

在直流輸電系統建成投運前的現場測試中，直流輸電功率限制作為直流輸電系統附加的多個穩定控制功能中的重要組成部分，也需進行測試，檢驗該直流輸電功率限制能否按照設計要求來穩定功率的波動，發揮其穩定功率的作用，保證直流輸電系統的穩定運行。

現有的，功率限制的測試方法主要是通過直流輸電系統的極控系統控制完成的，現有的功率限制的測試工作中，極控系統模擬將功率限制定值接入直流輸電系統中，然后通過直流輸電功率限制對直流輸電系統作出的調控，是否能夠保持直流輸電系統中交流系統的平穩運行，確定直流輸電功率限制能否滿足直流輸電系統的使用要求。

但是，現有功率限制的測試工作中，可能出現交流電網出現運行不穩定的情形，特別是對于較小短路比的受端交流電網，交直流系統耦合較大，更易受到直流功率波動的影響，在現場測試中運行失穩，從而給直流輸電系統的現場測試帶來較大安全風險。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種直流輸電系統功率限制的測試方法及極控系統，用于降低直流輸電系統現場測試的安全風險。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，提供一種直流輸電系統功率限制的測試方法，所述直流輸電系統包括：整流站和逆變站，所述測試方法包括：

在所述直流輸電系統啟動后，所述直流輸電系統的極控系統將所述直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率，所述預設功率小于所述直流輸電系統的額定功率；

所述極控系統激活所述整流站和/或逆變站的功率限制功能，并在所述整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號，所述功率限制定值小于所述預設功率；

所述極控系統自觸發包含功率限制定值的信號起開始記錄所述直流輸電系統輸送的直流功率的波動，直至所述直流輸電系統輸送的直流功率在所述功率限制定值上穩定后，所述極控系統保存錄波文件，所述錄波文件用于記錄所述直流輸電系統輸送的直流功率的波動。

第二方面，提供一種直流輸電系統的極控系統，所述直流輸電系統包括：整流站和逆變站，所述極控系統包括：

功率提升模塊，用于在所述直流輸電系統啟動后，將所述直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率，所述預設功率小于直流輸電系統的額定功率；

激活觸發模塊，用于激活所述整流站和/或逆變站的功率限制功能，并在所述整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號，所述功率限制定值小于所述預設功率；

錄波模塊，用于在所述激活觸發模塊自觸發包含功率限制定值的信號起開始記錄直流輸電系統輸送的直流功率的波動，直至所述直流輸電系統輸送的直流功率在所述功率限制定值上穩定后，保存錄波文件，所述錄波文件用于記錄所述直流輸電系統輸送的直流功率的波動。

本發明提供的方案，對直流輸電系統的功率限制進行測試時，由于預設功率小于直流輸電系統的額定功率且功率限制定值小于預設功率，使得在進行直流輸電系統功率限制測試時，直流輸電系統輸送的直流功率可以在較短的時間恢復至功率限制定值并保持穩定運行，較難對直流輸電系統的穩定運行構成威脅，能夠有效降低直流輸電系統運行失穩的風險，使得直流輸電系統的現場測試能夠穩定正常的進行，從而也就降低了直流輸電系統現場測試的安全風險同時，直流輸電系統的工作人員可以根據錄波文件，分析該直流輸系統的功率限制是否需要改進，從而進一步降低直流輸電系統的現場調試帶來的風險。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種直流輸電系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種直流輸電系統功率限制的測試方法的流程示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種直流輸電系統的極控系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

直流輸電系統主要應用于高壓直流輸電控制保護領域，為長距離高壓直流輸電工程、背靠背聯網工程、特高壓直流輸電工程等提供成套控制保護設備和技術。

正如背景技術所述，現有技術中存在直流輸電系統現場測試安全風險較大的問題，經研究發現，造成這種技術問題的原因在于：現有直流輸電功率限制的測試工作中，極控系統模擬在設定接入的功率限制定值和直流輸電系統的直流功率初始值時通常以直流滿功率狀態下的值，例如，直流功率初始值為3000mw，每段功率限制定值為1000mw，，設定值均較大，容易造成直流功率波動較大，容易對交流電網的穩定運行構成威脅，特別是存在較小短路比的受端交流電網，直流功率的持續波動容易使得受端交流電網運行失穩，從而給直流輸電系統的現場調試帶來較大安全風險。

本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，a和/或b，可以表示：單獨存在a，同時存在a和b，單獨存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。如果不加說明，本文中的“多個”是指兩個或兩個以上。

為了便于清楚描述本申請實施例的技術方案，在本申請的實施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對功能或作用基本相同的相同項或相似項進行區分，本領域技術人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不對數量和執行次序進行限定。

需要說明的是，本申請實施例中，“示例性的”或者“例如”等詞用于表示作例子、例證或說明。本申請實施例中被描述為“示例性的”或者“例如”的任何實施例或設計方案不應被解釋為比其它實施例或設計方案更優選或更具優勢。確切而言，使用“示例性的”或者“例如”等詞旨在以具體方式呈現相關概念。

需要說明的是，本申請實施例中，除非另有說明，“多個”的含義是指兩個或兩個以上。

需要說明的是，本申請實施例中，“的(英文：of)”，“相應的(英文：corresponding，relevant)”和“對應的(英文：corresponding)”有時可以混用，應當指出的是，在不強調其區別時，其所要表達的含義是一致的。

本發明的實施例提供一種直流輸電系統，如圖1所示的直流輸電系統的結構示意圖，該直流輸電系統包括：整流站11、逆變站12，以及極控系統13。

基于上述內容，本發明的實施例提供一種直流輸電系統功率限制的測試方法，如圖2所示，該方法具體包括如下步驟：

201、在直流輸電系統啟動后，直流輸電系統的極控系統將直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率。

其中，上述的預設功率小于直流輸電系統的額定功率。

示例性的，直流輸電系統的極控系統作為直流輸電系統的控制系統，在直流輸電系統啟動時，極控系統也可以被啟動。在啟動直流輸電系統時，直流輸電系統的兩站(整流站和逆變站)配合雙極(正極和負極)解鎖，使得整流站和逆變站進入正常運行狀態，并使得直流輸電系統的正極和負極解鎖，進一步使得整個直流輸電系統啟動。

示例性的，上述預設功率由本領域技術人員根據直流輸電系統現場調試的狀況自行確定，通常該預設功率小于等于直流輸電系統中直流輸電系統的額定功率。本發明實施例需要預先啟動直流輸電系統的極控系統，并通過極控系統將直流輸電系統的直流功率提升至預設功率，從而使得后續直流輸電功率限制對直流功率進行調控。

202、極控系統激活整流站和/或逆變站的功率限制功能，并在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號。

其中，上述功率限制定值小于預設功率。

示例性的，極控系統作為直流輸電系統的控制系統，可以控制直流輸電系統的運行，使得極控系統可以控制直流輸電系統的直流輸電系統功率限制功能的啟動，具體的，極控系統可以激活整流站的功率限制功能，也可以激活逆變站的功率限制功能，還可以同時激活整流站和逆變站的功率限制功能。當極控系統激活整流站的功率限制功能，可以在整流站觸發包含功率限制定值的信號；當極控系統激活逆變站的功率限制功能，可以在逆變站觸發包含功率限制定值的信號；當極控系統同時激活整流站和逆變站的功率限制功能，可以在整流站或逆變站中的任一站觸發包含功率限制定值的信號。具體的，可以通過設置功率限制功能的每段功率限制定值δp，實現功率限制的功能。例如，通過設置功率限制功能的每段功率限制定值為δp，若預設功率為900mw，則將直流輸電系統輸送的直流功率提升至900mw，設置每段功率限制定值為δp，當δp為100mw時，即每段相差100mw時，可以以p1、p2、......、pn作為功率限制定值的信號，分別對應包含不同的功率限制定值，如：p1包含的功率限制定值為800mw，p2包含的功率限制定值為700mw，p3包含的功率限制定值為600mw，p4包含的功率限制定值為500mw，依次類推。這樣，當極控系統在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號時，可以將功率限制定值的信號對應包含的功率限制定值接入整流站或逆變站，從而進行功率限制的測試試驗。

示例性的，當極控系統在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號，直流輸電系統輸送的直流功率會因該功率限制定值的接入而產生波動變化，此時，直流輸電系統功率限制可以根據該直流輸電系統輸送的直流功率的波動變化對直流輸電系統輸送的直流功率進行調控，從而可以使得直流輸電系統輸送的直流功率恢復穩定，即使得直流輸電系統可以穩定運行，并以功率限制定值的大小運行。

在一種示例中，步驟202中的在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號，具體包括如下步驟：

202a1、在整流站觸發包含第一功率限制定值的信號，在極控系統保存針對第一功率限制定值的錄波文件之后，在逆變站觸發包含第二功率限制定值的信號。

或者，

202a2、在逆變站觸發包含第一功率限制定值的信號，在極控系統保存針對第一功率限制定值的錄波文件之后，在整流站觸發包含第二功率限制定值的信號。

示例性的，當極控系統在整流站觸發包含第一功率限制定值的信號，直流輸電系統輸送的直流功率會因為該第一功率限制定值的干擾產生波動變化，此時，根據該直流功率的波動變化，整流站的功率限制功能會對該直流功率進行調控，使得該直流功率可以恢復穩定，當該直流功率恢復穩定，在極控系統保存針對第一功率限制定值的錄波文件之后，在逆變站觸發包含第二功率限制定值的信號。

在一種示例中，當極控系統在逆變站觸發包含第一功率限制定值的信號，直流輸電系統輸送的直流功率會因為該第一功率限制定值的干擾產生波動變化，此時，根據該直流功率的波動變化，逆變站的功率限制功能會對該直流功率進行調控，使得該直流功率可以恢復穩定，當該直流功率恢復穩定，在極控系統保存針對第一功率限制定值的錄波文件之后，在整流站觸發包含第二功率限制定值的信號。

在一種示例中，本領域技術人員可以根據直流輸電系統輸送的直流功率的波動變化，分析該直流輸電系統功率限制功能是否需要改進。因此，可以在進行該直流輸電功率限制的測試試驗過程中，對該直流輸電系統輸送的直流功率如何從波動變化穩定在功率限制定值的波形進行保存，以便本領域技術人員通過該波形分析該直流輸電系統功率限制功能。

203、極控系統自觸發包含功率限制定值的信號起開始記錄直流輸電系統輸送的直流功率的波動，直至直流輸電系統輸送的直流功率在功率限制定值上穩定后，極控系統保存錄波文件。

其中，上述錄波文件用于記錄直流輸電系統輸送的直流功率的波動。

示例性的，在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號，即從功率限制定值接入直流輸電系統開始，直到直流輸電系統輸送的直流功率降至功率限制定值并穩定后，即直流輸電系統穩定運行為止，極控系統持續記錄并保存錄波文件。通過極控系統保存的錄波文件，本領域技術人員分析該直流輸電系統的功率限制功能的效果，以便于后續對直流輸電系統的功率限制進行改進和完善。

示例性的，當在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的至少兩個信號時，步驟203中直流輸電系統輸送的直流功率在功率限制定值上穩定，具體包括：

203a、直流輸電系統輸送的直流功率在包含功率限制定值的至少兩個信號中最小的功率限制定值上穩定。

示例性的，當在整流站或逆變站中任一站同時觸發的功率限制定值不同兩個信號，例如，同時觸發包含的功率限制定值為700mw的信號p2和包含的功率限制定值為600mw的信號p3，直流輸電系統的直流功率會降為600mw并穩定。

在一種實例中，若在一次調控過程中，對多個功率限制定值進行測試，就需要當直流輸電系統在當前功率限制定值下穩定運行后，撤銷當前接入直流輸電系統的功率限制定值，再接入另一功率限制定值，從而在一次直流輸電功率限制的測試中進行對多個功率限制定值的測試。

因此，在步驟203的直流輸電系統輸送的直流功率在功率限制定值上穩定之后，該測試方法還包括如下步驟：

a1、撤銷在整流站或逆變站上的包含功率限制定值的信號，以使直流輸電系統的直流輸電系統輸送的直流功率恢復至預設功率。

示例性的，當在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的至少兩個信號時，在執行步驟a1時，同時將該至少兩個信號撤銷。

在一種示例中，為了防止在進行直流輸電系統功率限制的測試方法時，附加穩定功能(例如：功率搖擺阻尼(powerswingdamping，psd)功能、功率搖擺穩定(powerswingstabilization，pss)功能和次同步振蕩(subsynchronousoscillation，sso)穩定功能等)對功率限制功能產生影響，從而對直流輸電系統功率限制的測試結果產生影響，使得測試結果的準確度降低，極控系統可以將可能對直流輸電系統的功率限制功能的測試結果產生影響的附加穩定功能閉鎖。

具體的，該測試方法還包括如下步驟：

b1、極控系統控制將直流輸電系統的功率搖擺阻尼功能、功率搖擺穩定功能和次同步振蕩阻尼控制閉鎖。

示例性的，極控系統可以在激活整流站和/或逆變站的功率限制功能之前，將上述穩定功能閉鎖，也可以是在極控系統激活整流站和/或逆變站的功率限制功能時，將上述穩定功能閉鎖，本發明實施例在此不作限定。

需要說明的是，直流輸電系統中還可以包含本發明實施例列舉的其他附加穩定功能，本領域技術人員可根據這些附加穩定功能是否對直流輸電系統的功率限制功能的測試結果的準確度產生影響，選擇是否閉鎖這些附加穩定功能。

此外，當直流輸電系統功率限制的測試完成，即無需再在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號時，那么，直流輸電系統輸送的直流功率可能在較長的預設時間內保持穩定不變時，極控系統可以控制整流站或逆變站關閉功率限制功能，以結束直流輸電系統的功率限制功能。該預設時間可以由本領域技術人員根據直流輸電系統現場測試的實際情況自行設定。

本發明提供的方案，對直流輸電系統的功率限制進行測試時，由于預設功率小于直流輸電系統的額定功率且功率限制定值小于預設功率，使得在進行直流輸電系統功率限制測試時，直流輸電系統輸送的直流功率可以在較短的時間恢復至功率限制定值并保持穩定運行，較難對直流輸電系統中交流電網的穩定運行構成威脅，能夠有效降低直流輸電系統中交流電網運行失穩的風險，使得直流輸電系統的現場測試能夠穩定正常的進行，從而也就降低了直流輸電系統現場測試的安全風險同時，直流輸電系統的工作人員可以根據錄波文件，分析該直流輸系統的功率限制是否需要改進，從而進一步降低直流輸電系統的現場調試帶來的風險。

本發明的實施例提供一種直流輸電系統的極控系統，如圖3所示，該極控系統包括：功率提升模塊31、激活觸發模塊32和錄波模塊33，其中：

功率提升模塊31，用于在直流輸電系統啟動后，將直流輸電系統輸送的直流功率提升至預設功率。

其中，上述預設功率小于直流輸電系統的額定功率。

激活觸發模塊32，用于激活整流站和/或逆變站的功率限制功能，并在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號。

其中，上述功率限制定值小于預設功率。

錄波模塊33，用于在激活觸發模塊32自觸發包含功率限制定值的信號起開始記錄直流輸電系統輸送的直流功率的波動，直至直流輸電系統輸送的直流功率在功率限制定值上穩定后，保存錄波文件。

其中，上述錄波文件用于記錄直流輸電系統輸送的直流功率的波動。

可選的，極控系統還包括：閉鎖模塊34，用于將直流輸電系統的功率搖擺阻尼功能、功率搖擺穩定功能和次同步振蕩穩定功能閉鎖。

可選的，激活觸發模塊32在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的信號時，用于：

在整流站觸發包含第一功率限制定值的信號，保存針對第一功率限制定值的錄波文件之后，在逆變站觸發包含第二功率限制定值的信號；或者，

在逆變站觸發包含第一功率限制定值的信號，保存針對第一功率限制定值的錄波文件之后，在整流站觸發包含第二功率限制定值的信號。

可選的，當在整流站或逆變站觸發包含功率限制定值的至少兩個信號時，錄波模塊33具體用于：

在激活觸發模塊32自觸發包含功率限制定值的信號起開始記錄直流輸電系統輸送的直流功率的波動，直至直流輸電系統輸送的直流功率在包含功率限制定值的至少兩個信號中最小的功率限制定值上穩定后，保存錄波文件。

可選的，極控系統還包括：撤銷模塊35，用于撤銷激活觸發模塊32在整流站或逆變站觸發的包含功率限制定值的信號，以使直流輸電系統的直流輸電系統輸送的直流功率恢復至預設功率。

本發明提供的方案，對直流輸電系統的功率限制進行測試時，由于預設功率小于直流輸電系統的額定功率且功率限制定值小于預設功率，使得在進行直流輸電系統功率限制測試時，直流輸電系統輸送的直流功率可以在較短的時間恢復至功率限制定值并保持穩定運行，較難對直流輸電系統中交流電網的穩定運行構成威脅，能夠有效降低直流輸電系統中交流電網運行失穩的風險，使得直流輸電系統的現場測試能夠穩定正常的進行，從而也就降低了直流輸電系統現場測試的安全風險同時，直流輸電系統的工作人員可以根據錄波文件，分析該直流輸系統的功率限制是否需要改進，從而進一步降低直流輸電系統的現場調試帶來的風險。

需要說明的是，在具體實現過程中，上述如圖2所示的方法流程中直流輸電系統的極控系統所執行的步驟均可以通過硬件形式的處理器執行存儲器中存儲的軟件形式的計算機執行指令實現，為避免重復，此處不再贅述。而上述極控系統所執行的動作所對應的程序均可以以軟件形式存儲于該極控系統的存儲器中，以便于極控系統的處理器調用執行以上各個模塊對應的操作。

上文中的存儲器可以包括易失性存儲器(volatilememory)，例如隨機存取存儲器(random-accessmemory，ram)；也可以包括非易失性存儲器(non-volatilememory)，例如只讀存儲器(read-onlymemory，rom)，快閃存儲器(flashmemory)，硬盤(harddiskdrive，hdd)或固態硬盤(solid-statedrive，ssd)；還可以包括上述種類的存儲器的組合。

上文所提供的極控系統中的處理器可以是一個處理器，也可以是多個處理元件的統稱。例如，處理器可以為中央處理器(centralprocessingunit，cpu；也可以為其他通用處理器、數字信號處理器(digitalsignalprocessing，dsp)等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規的處理器等。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的極控系統和模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的極控系統和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的極控系統實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結合，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，模塊或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理包括，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。