一起高压直流系统功率升降异常分析及处理

一起高压直流系统功率升降异常分析及处理

张正茂1常聚忠1杨冰2杨乐2

（1国网湖北省电力有限公司直流运检公司湖北宜昌443000；

2国网湖北省电力有限公司检修公司湖北武汉430050）

摘要：本文分析了一起换流站功率异常现象，提出了分析解决的方法，并根据现场实际情况提出了合理性的建议。

关键词：高压直流系统；功率；解决措施

1问题描述

2019年3月15日林枫直流双极均为双极功率模式，枫泾站为主控站，运行人员将双极功率参考值为150MW后解锁极1，07：33将功率参考值设置为376MW，07：44待极1功率升到376MW后解锁极2，07：46将功率参考值设置为780MW，08：04将功率参考值设置为1081MW，速率50MW/min，08：11发现双极功率不平衡，暂停功率升降，运行人员8：30：01将功率参考值设置约为当前功率实际值650MW，并启动功率升降，8：32：25暂停功率升降，此时出现双极功率不平衡的现象，极1功率为421MW，极2功率为180MW。

2原因分析

2.1出现该现象后，查看OWS界面发现双极功率参考值为650MW，此值为运行人员下发，通过查看故障录波发现极1极控A系统（主系统）和极2极控A系统（主系统），双极功率目标参考值不同，极1主系统（A）为900MW，极2主系统（A）为功率150MW；波形如图1所示。

图1双极功率目标参考值

Iref=BPref/（Ud1+Ud2），其中BPref表示双极功率参考值，Ud1表示极1直流电压，Ud2表示极2直流电压，初步怀疑极2极控A、B系统采集到的直流电压异常所致，团林站检修人员立即用万用表对双极极控系统采集到的本极直流电压UDL（X811.21/22端子）、本极直流电压UDN（X811.23/24端子）对极直流电压UDLOP（X811.25/26端子）和本极直流电流IDNC（X811.27/28端子）、对极直流电流IDNCOP（X811.29/30端子）测量发现，各系统采集到的模拟量正常。

2.2确认模拟量采集正确后，用专用调试笔记本在线监视极2极控A系统（主系统）程序，发现

（1）极2主系统（A）为功率180MW的原因为功率参考值受限到10%。

（2）极1主系统（A）为900MW的原因为：运行人员08：04下发的双极功率参考值1081MW并启动功率升降，8：30：01将功率参考值设置约为当前功率实际值650MW，并启动功率升降，8：32：25暂停功率升降所致。

2.3发现故障后，利用仿真平台对其进行了仿真，复现了故障情况，发现解锁后功率无法升致1081MW原因如下：

（1）双极解锁且双极均为双极功率模式，但极2极控系统A上的第二块EP3功率参考值接收处理异常，经过处理后为最小值10%。

（2）当双极均为双极功率模式时，电流平衡控制（CBC）起作用，当极1电流大于极2电流时，最大向极2输出2%=30MW，向极1输出-2%=-30MW。

（3）极1双极功率目标参考值为30%（900MW），极1应为450MW，由于电流平衡控制CBC作用，所以极1功率变为450MW-30MW（CBC）=420MW。单因极2主系统本极功率实际参考值受限为10%，极2功率实际值为150MW+30MW（CBC）=180MW。

3解决措施

异常发生后为避免将异常主机极2主系统（A）切换为备用系统时造成功率波动，利用仿真平台复现了该问题，在现场进行了以下操作。

（1）首先将极1控制模式由双极功率模式改为单极功率模式。功率平衡控制（CBC）功能退出，极间功率转移（PPT）功能启动，极1单极功率参考值等于实际值，极1功率仍为420MW，极2功率仍为180MW，双极功率目标参考值不变仍为原来的30%（900MW）。

（2）将极2控制模式由双极功率模式改为单极功率模式后CBC功能退出，PPT功能退出（一个极为双极功率模式另一个极为单极电流模式或单极功率模式时有效），极2单极功率参考实际值等于功率受限值150MW，损失CBC值30MW。

（3）再将极1功率控制模式切换为双极功率模式，PPT功能启动，此时双极功率目标参考值等于双极功率实际值420+150=570MW（19%），但存在由原来30%（900MW）切换到570MW的功率短暂波动现象。

（4）将极2极控B系统切换为主系统，切换系统后功率无波动。

（5）将2功率控制模式由单极功率模式切换为双极功率模式，切换过程中实际值会存在波动（原因同步骤3），此时双极功率目标参考值等于双极功率实际值420+150=570MW（19%），极2承担总功率的一半约300MW，由于暂停了功率功率，极1保持功率不变为420MW，两个极的实际功率值变为720MW，但运行人员下发的双极功率参考值560MW，再次执行功率升降继续操作后两个极的实际功率值变为560MW，系统恢复正常。

（6）对已切换为备用的极2极控A系统进行检查，发现HCM200机箱D12槽位上的EP3内的功率参考值异常所致，重启主机后恢复正常，为防止故障再次发生对其板卡和程序卡进行了更换。

4总结及建议

利用仿真平台复现异常问题，故障定位为极2极控A系统（主系统）上的HCM200机箱D12槽位上的EP3板卡运行异常所致，现对其故障板卡更换后问题解决。为防止该问题再次发生建议采取如下措施：

（1）现OWS界面上运行人员下发的双极功率指令值有所显示，但是极控程序中的双极功率目标参考值（双极功率指令值按运行人员下发的功率升降速率变化后所得值）并未显示，建议增加该模拟量的显示。

（2）正常情况下双极实际功率等于控制系统内的目标参考值（双极功率指令值按运行人员下发的功率升降速率变化后所得值），当不一致时增加告警事件到OWS，提醒运行人员。

作者简介：

张正茂（1986-），男，工程师，从事换流站运维检修工作。

常聚忠（1983-），男，高级工程师，从事换流站运维检修工作。

杨冰（1987-），女，工程师，从事变电站运维检修工作。

杨乐（1993-），男，从事变电站运维检修工作。