直流輸電控制系統分層結構(hierarchystructureofDCtransmissioncontrolsystem)將直流輸電換流站和直流輸電線路的全部控制功能按等級分為若干層次而形成的控制系統結構。
簡介,主要特徵,等級,
簡介
直流輸電控制系統分層結構(hierarchystructureofDCtransmissioncontrolsystem)將直流輸電換流站和直流輸電線路的全部控制功能按等級分為若干層次而形成的控制系統結構。
主要特徵
1)各層次在結構上分開,層次等級高的控制功能層次等級高的控制功能可以作用於其所屬的低等級層次，且作用方向是單向的，即低等級層次不能作用於高等級層次；
2)層次等級相同的各控制功能及其相應的硬、軟體在結構上儘量分開，以減小相互影響；
3)直接面向被控設備的控制功能設定在最低層次等級，控制系統中有關的執行環節也屬於這一層次等級，它們一般就近設定在被控設備近旁；
4)系統的主要控制功能儘可能地分散到較低的層次等級，以提高系統可用率；
5)當高層次控制發生故障時，各下層次控制能按照故障前的指令繼續工作，並保留儘可能多的控制功能。複雜的控制系統採用分層結構，可以提高運行的可靠性，使任一控制環節故障所造成的影響和危害程度最小，同時還可提高運行操作和維護的方便性和靈活性。
等級
現代直流輸電控制系統一般設有五個層次等級，從高層次等級至低層次等級分別為：系統控制級、雙極控制級、極控制級、換流器控制級、單獨控制級和換流閥控制級。圖示為一個具有兩回雙極直流線路、每極有兩個換流單元的直流輸電控制系統的分層結構框圖。當每極只有一個換流單元時，為簡化結構，極控制和換流器控制可以合併為一個級；當只有一回雙極線路時，通常系統控制和雙極控制合併為一級。在直流系統各換流站中，需指定其中的一個為主控制站，其他為從控制站。系統控制級和雙極控制級設定在主控制站中，它通過通信系統發出控制指令，協調各換流站的運行。
換流閥控制級 對各個閥分別設定的等級最低的控制層次。由地電位控制單元(通常稱為VBE ) 和高電位控制單元( 通常稱為TE) 兩個部分構成，主要功能為：(1)將處於地電位的換流器控制級送來的閥觸發信號作變換處理，經電隔離光(或磁)耦合或光纜送到高電位單元，再變換為電觸發脈衝，經功率放大後分別加到各晶閘管元件的控制級；(2)晶閘管元件和組件的狀態監測、高電位控制單元中直流電源的監視。監測信號經電隔離或光纜傳送到地電位控制單元，經處理後進行顯示、報警等(這部分設備通常稱為TM)。
單獨控制級 換流站中除換流器外其他各項設備分別設定的自動控制、操作控制和狀態監測設備，與換流閥控制級同屬於最低層次的控制級別。單獨控制功能包括：換流變壓器分接開關切換控制，換流閥冷卻及輔助系統的控制和監測，直流和交流開關場各斷路器、隔離開關的操作和狀態監視，直流濾波器組的投切操作和監測，交流濾波器組和無功補償設備的投切操作、自動控制和狀態監測等。
換流器控制級 控制直流輸電一個換流單元的控制層次。用於控制換流器的觸發相位。主要控制功能有：換流器觸發相位控制，定電流控制，定關斷角控制，直流電壓控制，觸發角、直流電壓、直流電流最大值和最小值限制控制，以及換流單元閉鎖和解鎖順序控制等。
極控制級 控制直流輸電一個極的控制層次。雙極直流輸電系統要求一極故障時，另一極能夠單獨運行，並能完成主要的控制任務。因此要求兩極各自的極控制級完全獨立並設定儘可能多的控制功能。主控制站的極控制級還擔負協調從控制站同一極的極控制級工作的任務。極控制級的主要功能有：(1)經計算向換流器控制級提供電流整定值，控制直流輸電的電流。主控制站的電流整定值由功率控制單元給定或人工設定，並通過通信設備傳送到從控制站。(2)直流輸電功率控制。其任務是根據功率整定值和實際直流電壓值決定出直流電流整定值。功率整定值由雙極控制級給定，也可由人工設定。功率控制單元設定在主控制站內。(3)極起動和停運控制。(4)故障處理控制，包括移相停運和自動再起動控制、低壓限流控制等。(5)各換流站同一極之間的遠動和通信，包括電流整定值和其他連續控制信息的傳輸、交直流設備運行狀態信息和測量值的傳輸等。
雙極控制級 雙極直流輸電系統中同時控制兩個極的控制層次。它用指令形式協調控制雙極的運行，主要功能有：(1)根據系統控制級給定的功率指令，決定雙極的功率定值；(2)功率傳輸方向的控制； (3)兩極電流平衡控制；(4)換流站無功功率和交流母線電壓控制等。
系統控制級 直流輸電控制系統中級別最高的控制層次，主要功能包括：(1)與電力系統調度中心通信聯繫，接受調度中心的控制指令，向調度中心輸送有關的運行信息；(2)根據調度中心的輸電功率指令，分配各直流迴路的輸電功率。當某一直流迴路故障時，將少送的輸電功率轉移到正常的線路，儘可能保持原來的輸電功率；(3)緊急功率支援控制； (4)潮流反轉控制； (5)各種調製控制，包括電流調製和功率調製控制，用於實現交流系統振盪的阻尼控制，交流系統頻率或功率/頻率控制等。
單獨控制級 換流站中除換流器外其他各項設備分別設定的自動控制、操作控制和狀態監測設備，與換流閥控制級同屬於最低層次的控制級別。單獨控制功能包括：換流變壓器分接開關切換控制，換流閥冷卻及輔助系統的控制和監測，直流和交流開關場各斷路器、隔離開關的操作和狀態監視，直流濾波器組的投切操作和監測，交流濾波器組和無功補償設備的投切操作、自動控制和狀態監測等。
換流器控制級 控制直流輸電一個換流單元的控制層次。用於控制換流器的觸發相位。主要控制功能有：換流器觸發相位控制，定電流控制，定關斷角控制，直流電壓控制，觸發角、直流電壓、直流電流最大值和最小值限制控制，以及換流單元閉鎖和解鎖順序控制等。
極控制級 控制直流輸電一個極的控制層次。雙極直流輸電系統要求一極故障時，另一極能夠單獨運行，並能完成主要的控制任務。因此要求兩極各自的極控制級完全獨立並設定儘可能多的控制功能。主控制站的極控制級還擔負協調從控制站同一極的極控制級工作的任務。極控制級的主要功能有：(1)經計算向換流器控制級提供電流整定值，控制直流輸電的電流。主控制站的電流整定值由功率控制單元給定或人工設定，並通過通信設備傳送到從控制站。(2)直流輸電功率控制。其任務是根據功率整定值和實際直流電壓值決定出直流電流整定值。功率整定值由雙極控制級給定，也可由人工設定。功率控制單元設定在主控制站內。(3)極起動和停運控制。(4)故障處理控制，包括移相停運和自動再起動控制、低壓限流控制等。(5)各換流站同一極之間的遠動和通信，包括電流整定值和其他連續控制信息的傳輸、交直流設備運行狀態信息和測量值的傳輸等。
雙極控制級 雙極直流輸電系統中同時控制兩個極的控制層次。它用指令形式協調控制雙極的運行，主要功能有：(1)根據系統控制級給定的功率指令，決定雙極的功率定值；(2)功率傳輸方向的控制； (3)兩極電流平衡控制；(4)換流站無功功率和交流母線電壓控制等。
系統控制級 直流輸電控制系統中級別最高的控制層次，主要功能包括：(1)與電力系統調度中心通信聯繫，接受調度中心的控制指令，向調度中心輸送有關的運行信息；(2)根據調度中心的輸電功率指令，分配各直流迴路的輸電功率。當某一直流迴路故障時，將少送的輸電功率轉移到正常的線路，儘可能保持原來的輸電功率；(3)緊急功率支援控制； (4)潮流反轉控制； (5)各種調製控制，包括電流調製和功率調製控制，用於實現交流系統振盪的阻尼控制，交流系統頻率或功率/頻率控制等。
