闽粤联网工程停止无功产生器-有源滤波器毛病退出事情剖析及改善办法

　　背靠背闽粤联网直流输电工程是国家电网和南方电网联网的标志性工程，工程中停止无功产生器（SVG）-有源滤波器（APF）使用计划尚属国内惯例直流工程中初次使用。福建中试所电力调整实验有限责任公司的陈明泉，在2023年第2期《电气技能》上撰文，针对闽粤联网工程初始投运阶段产生的一同SVG-APF毛病退出事情，具体剖析其现象和原因，提出对SVG-APF进、出暂态操控战略参数和SVG-APF暂态操控进程战略参数的优化计划，并在工程大负荷体系带电调试期间进行专项实验，实验成果验证了计划的可行性。

　　闽粤联网工程作为国家电力开展“十四五”规划要点建设项目，是国家清晰的基础设施补短板要点输变电工程，也是国家电网和南方电网联网的标志性工程。工程建成后，将成为自三峡—广东±500kV直流工程2004年投运以来国家电网与南方电网的第二条互联通道。

　　闽粤联网工程选用惯例直流背靠背双单元接线方法，直流额外电压为±100kV，运送容量2000MW，每个单元两组12脉动换流器，包含整流器和逆变器各一组，粤侧12脉动换流器中点接地，具有双向功率运送才干，闽粤联网工程云霄换流站电气主接线 云霄换流站电气主接线

　　闽粤联网工程初次在高压直流工程中使用动态自适应滤波技能，其间粤侧设备的停止无功产生器（static var generator, SVG）-有源滤波器（active power filter, APF）不只能够补偿换流器产生的无功功率，削减换流站与沟通体系的无功沟通，还能够在沟通电压升高或下跌时宣布暂态无功功率，坚持体系电压，一起能够对换流站产生的低频次谐波进行补偿。比较于无源滤波器和电容器组无功补偿设备，SVG- APF具有无功功率接连滑润调理、呼应速度快、动态无功输出、占地面积小等长处[10-13]，在直流输电范畴具有广泛的使用远景。

　　某日01:00—01:15，闽粤联网工程云霄换流站在履行国调下发的直流功率运送计划曲线进程中，云霄换流站履行直流功率由0MW降至 300MW的操作，功率方向为广东至福建。SVG-APF1毛病退出事情报文见表1，可知在01:07:01.835，直流站控下发双单元解锁指令；01:07:04.156，直流站控下发SVG投入指令；01:07:21.293，直流站控下发广东侧肯定最小滤波器组投入指令；01:07:21.473，广东侧第三大组第三小组5663无源滤波器（BP11/13）投入；01:07:21.476，SVG-APF1进入暂态形式；01:07:22.045，广东侧电压过高制止投入滤波器；01:07:23.455，单元1解锁；01:07:23.486，单元2解锁；01:07:25.389，广东侧第二大组第三小组5653无源滤波器（HP24/36）投入；01:07:27.990，广东侧500kV 511B降压变CSC—326维护设备（四方继保）动作出口，SVG-APF1毛病退出。511B降压变CSC—326维护设备报文见表2。

　　在SVG-APF1毛病退出后，01:07:28.023，SVG- APF2进入暂态形式（SVG-APF2由备用状况切换为主用状况），云霄换流站持续履行国调下发的直流功率运送计划曲线，直流站控下发双单元功率降至 300MW指令；01:42:45.100，双单元功率调理至国调下发的直流功率运送计划曲线维护设备（四方继保）动作出口，SVG-APF2毛病退出；01:43:10.181，双SVG-APF不可用使直流站控的无功功率操控QPC功用主动投入。因为直流功率未超越QPC的功率限值1400MW，因而双SVG-APF毛病退出未形成换流站运送功率丢失。512B降压变CSC—326维护设备报文见表4。

　　云霄换流站的两组SVG-APF一主一备，两组SVG-APF均可用时，主机运转于恒无功操控形式，备机运转于恒无功操控形式或谐波补偿形式（可通过操控字投退），恒无功功率值受直流站控操控。有文献已对SVG-APF操控形式，包含恒无功操控形式、谐波补偿形式、恒电压操控形式、暂态快速无功补偿操控形式（下文简称“暂态形式”）和两台SVG-APF间投退操控战略进行了具体介绍。除因工程在调试后期对SVG-APF的暂态形式新增部分功用外，其他本文不再赘述。

　　两台降压变别离选用四方公司的CSC—326T5—G变压器维护设备和南瑞科技公司的NSR—378T5变压器维护设备。各套设备的中零流Ⅰ段维护电流定值0.06A（二次值），1时限定值3.5s，2时限定值4.0s。CSC—326T5—G变压器维护设备的零序方向过电流维护方向元件所用零序电压固定为自产零序电压，门槛值设置为0.4V（程序固化，要求不大于1V），电流固定为自产零序电流，活络角内部固定为75°，方向整定为指向母线—G零序方向过电流维护逻辑框图如图3所示。

　　NSR—378T5变压器维护设备的零序方向过电流维护方向元件所用零序电压固定为自产零序电压，电流固定为自产零序电流，活络角内部固定为75°，方向整定为指向母线零序方向过电流维护逻辑框图如图4所示。为保证方向元件判别的准确性，一起统筹高阻接地毛病的活络性，设备零序过电流维护内部设置判别方向的自产零序电压门槛值为0.9V（程序固化）。当自产零序电压低于0.9V时，零序方向元件判据回来，零序过电流维护计时复归。

　　直流站控无功操控战略投退波形如图5所示。01:07:01，粤侧母线kV，履行双单元解锁指令后直流站控体系下发“SVG-APF投入指令”。直流站控体系于T1时刻收到两组SVG- APF运转状况信号，此刻两组SVG-APF履行直流站控下发的无功参考值输出理性无功功率，导致滤波器母线时刻收到两组SVG-APF运转状况后，直流站控体系在T2时刻投入第一组肯定最小滤波器（容性无功功率140Mvar）。

　　因为此刻换流器未解锁形成滤波器容性无功功率过剩，举高了沟通体系母线电压（依据仿线Mvar的无功功率动摇可引起±1kV的体系电压动摇）；滤波器投入时刻SVG-APF操控体系的母线电压采样值瞬时骤变超越高压暂态值（骤变后电压有下跌，但仍高于高压暂态形式退出设定值线kV），SVG-APF1进入高压暂态形式，其输出由理性无功转为容性无功，进一步举高沟通体系母线kV。此刻，SVG- APF1出力不再履行直流站控体系指令，SVG-APF2则退出滤波功用仅处于无功形式，依照设定斜率跟从直流功率改变输出理性无功功率。

　　第一组肯定最小滤波器投入后，在T3时刻双单元完结解锁，直流单元最小功率运转，因为解锁后的换流器耗费无功功率，且跟着SVG-APF2的缓发动进程理性无功进一步增大，导致T3时刻后滤波器母线时刻依据肯定最小滤波器投切表投入第二组肯定最小滤波器（容性无功功率140Mvar），此刻换流器耗费无功功率根本不变，SVG-APF1在T2时刻后进入高压暂态形式宣布容性无功功率，SVG-APF2已完结缓启进程，完结理性无功方针值输出，导致容性无功功率进一步过剩，滤波器母线kV左右。终究SVG-APF1一向坚持高压暂态形式运转，直至511B降压变维护动作切除SVG-APF1。

　　维护设备内置录波波形如图6所示，511B降压变外置录波器波形如图7所示，SVG-APF1进入暂态形式时，511B降压变35kV侧三相电流幅值忽然增大，且B相电流幅值小于A、C相，因而产生零序电流，形成中零流Ⅰ段1时限动作，动作后1个周波左右毛病切除，动作时的零序电流有用值为0.139A（大于电流定值0.06A）。

　　图中四方公司的CSC—326T5—G维护设备内置录波只能存储发动前2个周波和动作后6个周波的数据。所以，也可通过剖析外置录波器的波形得知，暂态形式时外置录波器的波形中35kV侧零序重量趋势与内置录波共同，且大于0.06A的持续时刻是3 549ms（大于中零流Ⅰ段1时限定值3.5s），满意511B降压变维护中零流Ⅰ段1时限动作条件。

　　因为511B降压变维护动作出口跳闸，SVG- APF1毛病退出后，SVG-APF2切为主用，此刻体系的母线kV以下，因而SVG- APF2持续坚持高压暂态形式运转，以母线kV为操控方针进行恒电压三相分相操控。SVG-APF2进入暂态形式后，相关电气量改变与SVG-APF1的共同，512B降压变CSC—326T5—G维护动作出口行为也与511B降压变附近，此处不再赘述。

　　不同之处在于，512B降压变维护在中零流Ⅰ段1时限动作跳闸后，中零流Ⅰ段2时限相继动作，详见表2和表4。但中零流Ⅰ段2时限仅有动作报文，实践未出口跳闸。因为现场的维护设备均为双CPU规划，需两块CPU一起动作才干出口跳闸。因为高压暂态形式时零序电流值在维护动作值鸿沟，以及维护设备的双CPU采样误差的原因，毛病之初仅CPU1采样值大于中零流Ⅰ段1时限和2时限电流定值，通过500ms左右CPU2采样值也大于中零流Ⅰ段电流定值，终究毛病持续约4s左右，CPU1中零流Ⅰ段1、2时限和CPU2中零流Ⅰ段1时限动作，动作后约1个周波时刻毛病电流切除。因而，中零流Ⅰ段2时限维护仅有动作报文，维护设备实践未出口跳闸。

　　别的，本次事情中两台降压变的另一套南瑞科技公司NSR—378T5变压器维护未动作的根本原因在于，上述SVG-APF暂态形式引起的零序电压（二次值）大于四方公司CSC—326T—5G维护设备的零序电压门槛值0.4V，但小于南瑞科技公司NSR—378T5维护设备的零序电压门槛值0.9V。因而，NSR—378T5变压器维护未动作契合该软件规划逻辑。

　　综上所述，在特定工况下（粤侧体系运转电压偏高时），因为SVG-APF暂态退出参数设置得不合理，投入第一组无源滤波器之后，两组SVG-APF相继进入且长时刻处于高压暂态形式运转。因为SVG- APF暂态形式选用三相分相操控战略，且操控体系的三相母线电压采样存在误差等，导致高压暂态形式三相输出不共同。因而，形成降压变35kV侧一向存在零序重量，零序重量满意降压变的零序方向过电流维护动作条件，维护设备动作出口跳闸，使两组SVG-APF相继退出运转。

　　因为变压器中压侧零序电流维护的定值整定，需考虑本侧毛病有满足的活络度、与其他维护时刻配合和设备耐受问题，因而该次事情的优化计划主要从以下两方面进行。

　　一方面是优化SVG-APF进、出暂态操控战略参数：①高压暂态修改为体系恣意相电压高于317.6kV，设备进入暂态，三相相电压均低于312.9kV退出暂态；②低压暂态修改为体系恣意相电压低于282.9kV，设备进入暂态，三相相电压均高于294.5kV退出暂态；③高、低压暂态操控方针均修改为母线kV规模。另一方面，优化SVG- APF暂态操控进程战略参数，当进入暂态后设备选用三相分相恒电压操控形式，1.5s后主动切换为三相恒电压操控，三相输出电流共同，减小零序电流输出。

　　SVG-APF1高压暂态测验（三相不平衡）波形如图8所示，初始条件SVG-APF1输出容性无功20Mvar，暂时修改善、出暂态阈值后进入高压暂态。进入暂态后设备选用三相分相操控战略，因为体系电压存在些微不平衡，使操控体系输出不尽相同，因而SVG-APF1三相输出不共同，呈现较大的零序电流。在1.5s后改为三相操控战略，三相输出电流共同，零序电流敏捷消失。

　　因SVG-APF2的暂态实验进程及实验成果与SVG-APF1共同，本文不再赘述。综上所述，优化后的SVG-APF暂态形式战略，既能保证在电网体系毛病康复时不影响SVG-APF的暂态无功支撑功用，又能在其进暂态形式1.5s后有用减小零序电流输出，防止维护设备误动作。实验成果契合预期，验证了新计划的可行性。

　　一方面是优化SVG-APF进、出暂态操控战略参数：①高压暂态修改为体系恣意相电压高于317.6kV，设备进入暂态，三相相电压均低于312.9kV退出暂态；②低压暂态修改为体系恣意相电压低于282.9kV，设备进入暂态，三相相电压均高于294.5kV退出暂态；③高、低压暂态操控方针均修改为母线kV规模。

　　另一方面，优化SVG-APF暂态操控进程战略参数，当进入暂态后设备选用三相分相恒电压操控形式，1.5s后主动切换为三相恒电压操控，三相输出电流共同，减小零序电流输出，牢靠防止因SVG- APF进入暂态操控形式引起维护误动作事情产生。最终，在工程大负荷体系带电调试期间进行专项实验，实验成果验证了计划的可行性。

　　本文编自2023年第2期《电气技能》，论文标题为“闽粤联网工程停止无功产生器-有源滤波器毛病退出事情剖析及改善办法”，作者为陈明泉。

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