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摘要：在本文之中，主要是针对了特高压直流双极相继故障再启动策略进行了一定的分析，在这个基础上提出了下文中的一些内容，希望能够给与在同行业中进行工作的人员提供出一定价值的参考。
关键词：特高压；直流双极；故障；再启动；措施；分析
1导言
我国能源资源与用电需求在地理上的逆势分布特征，决定了电网发展必须走远距离、大规模输电和全国范围内优化电力资源配置的道路，如今我国已形成跨大区复杂交直流接续式/混联电网。这种大规模、远距离输电格局在解决大型清洁能源和新能源的消纳问题、水火互济问题以及实现全国范围内资源优化配置的同时，给电网的安全稳定运行也带来一系列的挑战。特高压直流控制保护的最小单位由极控制保护变为阀组控制保护，有可能发生阀组相继闭锁的故障；特高压直流单一输电工程输送容量不断增加，直流闭锁故障将引起受端大规模不平衡功率，造成潮流大范围转移，给电网安全运行造成压力，需采取大量的切负荷安控措施才能保证电网稳定运行。
2直流再启动对系统稳定性的影响
直流线路故障大多为瞬时性故障，与交流系统瞬时故障类似，经故障隔离、熄弧等措施后，绝缘也可较快建立并恢复直流线路的正常运行。而与交流系统线路故障不同的是，直流线路故障没有自然的电流过零点，直流电弧无法自行消除，且断路器切断直流电流的能力十分有限。因此，必须借助直流控制系统来解决此问题，通过合适的时序操作释放直流线路上累积的能量，使故障点的直流电流迅速降为零，并经去游离过程使绝缘恢复后重新投入运行，这一过程称为直流线路的故障再启动。直流线路故障再启动的顺序操作大致可分为移相和重启2个阶段。如果重启未成功，可以加长去游离时间或设置为降压再启动，若达到设定的最大重启次数时仍未重启成功，则闭锁直流。由上述过程可知，在直流重启动过程中，尤其在设置为多次重启的情况下，特高压直流线路在较长时间内将呈现零功率或低功率，将给两端交流系统带来巨大冲击。以下将以西南大型水电基地和西北大型可再生能源外送特高压直流工程为例，分析特高压直流再启动对交流系统稳定性的影响。
3提高特高压直流的可靠性
所有提高常规直流输电可靠性的措施对于提高特高压直流输电的可靠性依然有效，并且要进一步予以加强。主要包括：降低元部件故障率;采取合理的结构设计，如模块化、开放式等;广泛采用冗余的概念，如控制保护系统、水冷系统的并行冗余和晶闸管的串行冗余等;加强设备状态监视和设备自检功能等。
针对常规直流工程中存在的问题，如曾经导致直流系统极或者双极停运的站用电系统、换流变本体保护继电器、直流保护系统单元件故障等薄弱环节，在特高压直流输电系统的设计和建设中将采取措施进行改进。此外，还将加强运行维护人员的培训，适当增加易损件的备用。
提高特高压直流输电工程可靠性，还可以在设计原则上确保每一个极之间以及每极的各个换流器之间最大程度相互独立，避免相互之间的故障传递。其独立性除了主回路之外，还需要考虑：阀厅布置、供电系统、供水系统、电缆沟、控制保护系统等。
4特高压直流输电可靠性指标
在我国计划建设的西南水电外送特高压直流输电工程电压为±800千伏，其主接线方式和我国已有的直流工程不同，每极采用两个12脉动换流器串联。如果出现一个12脉动换流器故障，健全的换流器仍然可以和同一个极对端换流站的任意一个换流器共同运行，因此单极停运的概率将显著降低，考虑到第一个特高压直流工程缺乏经验，可行性研究报告中初步提出了与三峡-上海直流工程相同的可靠性指标。技术成熟后，预计停运次数可以降低到2次/(每极•年)以下。双极停运的概率也将大幅下降，可以控制在0.05次/年。另外由于系统研究水平、设备制造技术、建设和运行水平的提高，由于直流工程数量的增加和相关经验的积累，换流器平均故障率预计可以控制在2次/(每换流器•年)。总体来说，特高压直流工程将会比常规直流更加可靠。
5双极相继故障再启动策略原理简述
直流双极相继发生故障时，各极按照单极再启动策略启动。若两极故障的间隔时间较短，即其中一极的再启动过程尚未结束时另一极也发生故障并开始再启动，将对系统造成更大的冲击，使直流双极低功率或零功率运行时间加长，从而给系统的稳定运行带来较大风险。因此，须针对两极故障后相继再启动时序和策略进行详细分析。由前文分析可知，制定直流再启动策略时，需同时对直流及交流系统的运行方式进行约束。若交流系统运行方式较恶劣，即特高压直流单极线路故障重启后系统失稳，则直流再启动不适用此交流系统，此时应封锁直流再启动功能，也就无需探讨其策略的制定。因此，制定相继再启动策略时，交流系统须能够承受直流单极再启动的冲击。在此前提下，研究相继故障再启动策略才是有意义的。
5.1两单极相继再启动
直流双极相继故障的间隔时间较长，即第２极故障重启时第1故障极的再启动过程已经结束，因此，两极互不影响，均可按照单极再启动策略启动，可将此相继故障视为直流单极故障，共有以下４种组合。一是双极相继故障后均再启动成功。二是双极相继故障后均再启动失败、安控正确动作。三是第1故障极再启动成功、第2故障极再启动失败、安控动作。四是第1故障极再启动失败、安控动作、第2故障极再启动成功。
5.2闭锁第2故障极
直流双极在一定的时间间隔内相继发生故障，即当第1故障极在设定的单极再启动策略下重启时，若第2故障极发生故障，必须封锁该极的再启动功能，并采取直接闭锁该极的策略。由于直流其中一极在故障后再启动过程中会间接影响另一极的直流功率，使其功率出现相应波动，同时基于双极功率控制模式的直流非故障极会通过功率转带抑制双极直流功率的变化；此外，当两极故障的间隔时间不同时，第1极直流再启动的状态也不同（如启动成功或失败，或是处于最后一次降压启动过程中或启动失败安控动作过程中等阶段），因此，基于闭锁双极直流双极在一定的时间间隔内相继发生故障，其中第1故障极在单极再启动策略下处于重启过程中时，若第2极发生故障，无论第1极再启动过程是否结束，应立即封锁双极再启动功能而采取直接闭锁双极的策略。基于此策略，若直流双极同时发生故障，则应直接闭锁双极，特高压直流零功率持续时间仅为安控动作延时时间，积累盈余功率小，因而对系统冲击较小，相当于直流双极闭锁故障。随着两极故障间隔时间的逐渐加大，由于第２极故障发生时第1极尚处于再启动过程中，其直流功率随着时间的推移将呈现不同的状态。
6结论
总而言之，传统的控制方法，只要在检测到直流阀组的故障，即发生调整直流功率或切负荷指令，对于后续发生的阀组相继故障，无法再次调整直流功率，必需依靠切负荷才能保证电网稳定。
参考文献
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