一种直流输电系统功率限制的测试方法及极控系统与流程

本发明涉及直流输电系统调试技术领域，尤其涉及一种直流输电系统功率限制的测试方法及极控系统。

背景技术：

在直流输电系统建成投运前的现场测试中，直流输电功率限制作为直流输电系统附加的多个稳定控制功能中的重要组成部分，也需进行测试，检验该直流输电功率限制能否按照设计要求来稳定功率的波动，发挥其稳定功率的作用，保证直流输电系统的稳定运行。

现有的，功率限制的测试方法主要是通过直流输电系统的极控系统控制完成的，现有的功率限制的测试工作中，极控系统模拟将功率限制定值接入直流输电系统中，然后通过直流输电功率限制对直流输电系统作出的调控，是否能够保持直流输电系统中交流系统的平稳运行，确定直流输电功率限制能否满足直流输电系统的使用要求。

但是，现有功率限制的测试工作中，可能出现交流电网出现运行不稳定的情形，特别是对于较小短路比的受端交流电网，交直流系统耦合较大，更易受到直流功率波动的影响，在现场测试中运行失稳，从而给直流输电系统的现场测试带来较大安全风险。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种直流输电系统功率限制的测试方法及极控系统，用于降低直流输电系统现场测试的安全风险。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种直流输电系统功率限制的测试方法，所述直流输电系统包括：整流站和逆变站，所述测试方法包括：

在所述直流输电系统启动后，所述直流输电系统的极控系统将所述直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率，所述预设功率小于所述直流输电系统的额定功率；

所述极控系统激活所述整流站和/或逆变站的功率限制功能，并在所述整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号，所述功率限制定值小于所述预设功率；

所述极控系统自触发包含功率限制定值的信号起开始记录所述直流输电系统输送的直流功率的波动，直至所述直流输电系统输送的直流功率在所述功率限制定值上稳定后，所述极控系统保存录波文件，所述录波文件用于记录所述直流输电系统输送的直流功率的波动。

第二方面，提供一种直流输电系统的极控系统，所述直流输电系统包括：整流站和逆变站，所述极控系统包括：

功率提升模块，用于在所述直流输电系统启动后，将所述直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率，所述预设功率小于直流输电系统的额定功率；

激活触发模块，用于激活所述整流站和/或逆变站的功率限制功能，并在所述整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号，所述功率限制定值小于所述预设功率；

录波模块，用于在所述激活触发模块自触发包含功率限制定值的信号起开始记录直流输电系统输送的直流功率的波动，直至所述直流输电系统输送的直流功率在所述功率限制定值上稳定后，保存录波文件，所述录波文件用于记录所述直流输电系统输送的直流功率的波动。

本发明提供的方案，对直流输电系统的功率限制进行测试时，由于预设功率小于直流输电系统的额定功率且功率限制定值小于预设功率，使得在进行直流输电系统功率限制测试时，直流输电系统输送的直流功率可以在较短的时间恢复至功率限制定值并保持稳定运行，较难对直流输电系统的稳定运行构成威胁，能够有效降低直流输电系统运行失稳的风险，使得直流输电系统的现场测试能够稳定正常的进行，从而也就降低了直流输电系统现场测试的安全风险同时，直流输电系统的工作人员可以根据录波文件，分析该直流输系统的功率限制是否需要改进，从而进一步降低直流输电系统的现场调试带来的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种直流输电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种直流输电系统功率限制的测试方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种直流输电系统的极控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

直流输电系统主要应用于高压直流输电控制保护领域，为长距离高压直流输电工程、背靠背联网工程、特高压直流输电工程等提供成套控制保护设备和技术。

正如背景技术所述，现有技术中存在直流输电系统现场测试安全风险较大的问题，经研究发现，造成这种技术问题的原因在于：现有直流输电功率限制的测试工作中，极控系统模拟在设定接入的功率限制定值和直流输电系统的直流功率初始值时通常以直流满功率状态下的值，例如，直流功率初始值为3000mw，每段功率限制定值为1000mw，，设定值均较大，容易造成直流功率波动较大，容易对交流电网的稳定运行构成威胁，特别是存在较小短路比的受端交流电网，直流功率的持续波动容易使得受端交流电网运行失稳，从而给直流输电系统的现场调试带来较大安全风险。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。如果不加说明，本文中的“多个”是指两个或两个以上。

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，本申请实施例中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

需要说明的是，本申请实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

本发明的实施例提供一种直流输电系统，如图1所示的直流输电系统的结构示意图，该直流输电系统包括：整流站11、逆变站12，以及极控系统13。

基于上述内容，本发明的实施例提供一种直流输电系统功率限制的测试方法，如图2所示，该方法具体包括如下步骤：

201、在直流输电系统启动后，直流输电系统的极控系统将直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率。

其中，上述的预设功率小于直流输电系统的额定功率。

示例性的，直流输电系统的极控系统作为直流输电系统的控制系统，在直流输电系统启动时，极控系统也可以被启动。在启动直流输电系统时，直流输电系统的两站(整流站和逆变站)配合双极(正极和负极)解锁，使得整流站和逆变站进入正常运行状态，并使得直流输电系统的正极和负极解锁，进一步使得整个直流输电系统启动。

示例性的，上述预设功率由本领域技术人员根据直流输电系统现场调试的状况自行确定，通常该预设功率小于等于直流输电系统中直流输电系统的额定功率。本发明实施例需要预先启动直流输电系统的极控系统，并通过极控系统将直流输电系统的直流功率提升至预设功率，从而使得后续直流输电功率限制对直流功率进行调控。

202、极控系统激活整流站和/或逆变站的功率限制功能，并在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号。

其中，上述功率限制定值小于预设功率。

示例性的，极控系统作为直流输电系统的控制系统，可以控制直流输电系统的运行，使得极控系统可以控制直流输电系统的直流输电系统功率限制功能的启动，具体的，极控系统可以激活整流站的功率限制功能，也可以激活逆变站的功率限制功能，还可以同时激活整流站和逆变站的功率限制功能。当极控系统激活整流站的功率限制功能，可以在整流站触发包含功率限制定值的信号；当极控系统激活逆变站的功率限制功能，可以在逆变站触发包含功率限制定值的信号；当极控系统同时激活整流站和逆变站的功率限制功能，可以在整流站或逆变站中的任一站触发包含功率限制定值的信号。具体的，可以通过设置功率限制功能的每段功率限制定值δp，实现功率限制的功能。例如，通过设置功率限制功能的每段功率限制定值为δp，若预设功率为900mw，则将直流输电系统输送的直流功率提升至900mw，设置每段功率限制定值为δp，当δp为100mw时，即每段相差100mw时，可以以p1、p2、......、pn作为功率限制定值的信号，分别对应包含不同的功率限制定值，如：p1包含的功率限制定值为800mw，p2包含的功率限制定值为700mw，p3包含的功率限制定值为600mw，p4包含的功率限制定值为500mw，依次类推。这样，当极控系统在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号时，可以将功率限制定值的信号对应包含的功率限制定值接入整流站或逆变站，从而进行功率限制的测试试验。

示例性的，当极控系统在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号，直流输电系统输送的直流功率会因该功率限制定值的接入而产生波动变化，此时，直流输电系统功率限制可以根据该直流输电系统输送的直流功率的波动变化对直流输电系统输送的直流功率进行调控，从而可以使得直流输电系统输送的直流功率恢复稳定，即使得直流输电系统可以稳定运行，并以功率限制定值的大小运行。

在一种示例中，步骤202中的在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号，具体包括如下步骤：

202a1、在整流站触发包含第一功率限制定值的信号，在极控系统保存针对第一功率限制定值的录波文件之后，在逆变站触发包含第二功率限制定值的信号。

或者，

202a2、在逆变站触发包含第一功率限制定值的信号，在极控系统保存针对第一功率限制定值的录波文件之后，在整流站触发包含第二功率限制定值的信号。

示例性的，当极控系统在整流站触发包含第一功率限制定值的信号，直流输电系统输送的直流功率会因为该第一功率限制定值的干扰产生波动变化，此时，根据该直流功率的波动变化，整流站的功率限制功能会对该直流功率进行调控，使得该直流功率可以恢复稳定，当该直流功率恢复稳定，在极控系统保存针对第一功率限制定值的录波文件之后，在逆变站触发包含第二功率限制定值的信号。

在一种示例中，当极控系统在逆变站触发包含第一功率限制定值的信号，直流输电系统输送的直流功率会因为该第一功率限制定值的干扰产生波动变化，此时，根据该直流功率的波动变化，逆变站的功率限制功能会对该直流功率进行调控，使得该直流功率可以恢复稳定，当该直流功率恢复稳定，在极控系统保存针对第一功率限制定值的录波文件之后，在整流站触发包含第二功率限制定值的信号。

在一种示例中，本领域技术人员可以根据直流输电系统输送的直流功率的波动变化，分析该直流输电系统功率限制功能是否需要改进。因此，可以在进行该直流输电功率限制的测试试验过程中，对该直流输电系统输送的直流功率如何从波动变化稳定在功率限制定值的波形进行保存，以便本领域技术人员通过该波形分析该直流输电系统功率限制功能。

203、极控系统自触发包含功率限制定值的信号起开始记录直流输电系统输送的直流功率的波动，直至直流输电系统输送的直流功率在功率限制定值上稳定后，极控系统保存录波文件。

其中，上述录波文件用于记录直流输电系统输送的直流功率的波动。

示例性的，在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号，即从功率限制定值接入直流输电系统开始，直到直流输电系统输送的直流功率降至功率限制定值并稳定后，即直流输电系统稳定运行为止，极控系统持续记录并保存录波文件。通过极控系统保存的录波文件，本领域技术人员分析该直流输电系统的功率限制功能的效果，以便于后续对直流输电系统的功率限制进行改进和完善。

示例性的，当在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的至少两个信号时，步骤203中直流输电系统输送的直流功率在功率限制定值上稳定，具体包括：

203a、直流输电系统输送的直流功率在包含功率限制定值的至少两个信号中最小的功率限制定值上稳定。

示例性的，当在整流站或逆变站中任一站同时触发的功率限制定值不同两个信号，例如，同时触发包含的功率限制定值为700mw的信号p2和包含的功率限制定值为600mw的信号p3，直流输电系统的直流功率会降为600mw并稳定。

在一种实例中，若在一次调控过程中，对多个功率限制定值进行测试，就需要当直流输电系统在当前功率限制定值下稳定运行后，撤销当前接入直流输电系统的功率限制定值，再接入另一功率限制定值，从而在一次直流输电功率限制的测试中进行对多个功率限制定值的测试。

因此，在步骤203的直流输电系统输送的直流功率在功率限制定值上稳定之后，该测试方法还包括如下步骤：

a1、撤销在整流站或逆变站上的包含功率限制定值的信号，以使直流输电系统的直流输电系统输送的直流功率恢复至预设功率。

示例性的，当在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的至少两个信号时，在执行步骤a1时，同时将该至少两个信号撤销。

在一种示例中，为了防止在进行直流输电系统功率限制的测试方法时，附加稳定功能(例如：功率摇摆阻尼(powerswingdamping，psd)功能、功率摇摆稳定(powerswingstabilization，pss)功能和次同步振荡(subsynchronousoscillation，sso)稳定功能等)对功率限制功能产生影响，从而对直流输电系统功率限制的测试结果产生影响，使得测试结果的准确度降低，极控系统可以将可能对直流输电系统的功率限制功能的测试结果产生影响的附加稳定功能闭锁。

具体的，该测试方法还包括如下步骤：

b1、极控系统控制将直流输电系统的功率摇摆阻尼功能、功率摇摆稳定功能和次同步振荡阻尼控制闭锁。

示例性的，极控系统可以在激活整流站和/或逆变站的功率限制功能之前，将上述稳定功能闭锁，也可以是在极控系统激活整流站和/或逆变站的功率限制功能时，将上述稳定功能闭锁，本发明实施例在此不作限定。

需要说明的是，直流输电系统中还可以包含本发明实施例列举的其他附加稳定功能，本领域技术人员可根据这些附加稳定功能是否对直流输电系统的功率限制功能的测试结果的准确度产生影响，选择是否闭锁这些附加稳定功能。

此外，当直流输电系统功率限制的测试完成，即无需再在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号时，那么，直流输电系统输送的直流功率可能在较长的预设时间内保持稳定不变时，极控系统可以控制整流站或逆变站关闭功率限制功能，以结束直流输电系统的功率限制功能。该预设时间可以由本领域技术人员根据直流输电系统现场测试的实际情况自行设定。

本发明提供的方案，对直流输电系统的功率限制进行测试时，由于预设功率小于直流输电系统的额定功率且功率限制定值小于预设功率，使得在进行直流输电系统功率限制测试时，直流输电系统输送的直流功率可以在较短的时间恢复至功率限制定值并保持稳定运行，较难对直流输电系统中交流电网的稳定运行构成威胁，能够有效降低直流输电系统中交流电网运行失稳的风险，使得直流输电系统的现场测试能够稳定正常的进行，从而也就降低了直流输电系统现场测试的安全风险同时，直流输电系统的工作人员可以根据录波文件，分析该直流输系统的功率限制是否需要改进，从而进一步降低直流输电系统的现场调试带来的风险。

本发明的实施例提供一种直流输电系统的极控系统，如图3所示，该极控系统包括：功率提升模块31、激活触发模块32和录波模块33，其中：

功率提升模块31，用于在直流输电系统启动后，将直流输电系统输送的直流功率提升至预设功率。

其中，上述预设功率小于直流输电系统的额定功率。

激活触发模块32，用于激活整流站和/或逆变站的功率限制功能，并在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号。

其中，上述功率限制定值小于预设功率。

录波模块33，用于在激活触发模块32自触发包含功率限制定值的信号起开始记录直流输电系统输送的直流功率的波动，直至直流输电系统输送的直流功率在功率限制定值上稳定后，保存录波文件。

其中，上述录波文件用于记录直流输电系统输送的直流功率的波动。

可选的，极控系统还包括：闭锁模块34，用于将直流输电系统的功率摇摆阻尼功能、功率摇摆稳定功能和次同步振荡稳定功能闭锁。

可选的，激活触发模块32在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的信号时，用于：

在整流站触发包含第一功率限制定值的信号，保存针对第一功率限制定值的录波文件之后，在逆变站触发包含第二功率限制定值的信号；或者，

在逆变站触发包含第一功率限制定值的信号，保存针对第一功率限制定值的录波文件之后，在整流站触发包含第二功率限制定值的信号。

可选的，当在整流站或逆变站触发包含功率限制定值的至少两个信号时，录波模块33具体用于：

在激活触发模块32自触发包含功率限制定值的信号起开始记录直流输电系统输送的直流功率的波动，直至直流输电系统输送的直流功率在包含功率限制定值的至少两个信号中最小的功率限制定值上稳定后，保存录波文件。

可选的，极控系统还包括：撤销模块35，用于撤销激活触发模块32在整流站或逆变站触发的包含功率限制定值的信号，以使直流输电系统的直流输电系统输送的直流功率恢复至预设功率。

本发明提供的方案，对直流输电系统的功率限制进行测试时，由于预设功率小于直流输电系统的额定功率且功率限制定值小于预设功率，使得在进行直流输电系统功率限制测试时，直流输电系统输送的直流功率可以在较短的时间恢复至功率限制定值并保持稳定运行，较难对直流输电系统中交流电网的稳定运行构成威胁，能够有效降低直流输电系统中交流电网运行失稳的风险，使得直流输电系统的现场测试能够稳定正常的进行，从而也就降低了直流输电系统现场测试的安全风险同时，直流输电系统的工作人员可以根据录波文件，分析该直流输系统的功率限制是否需要改进，从而进一步降低直流输电系统的现场调试带来的风险。

需要说明的是，在具体实现过程中，上述如图2所示的方法流程中直流输电系统的极控系统所执行的步骤均可以通过硬件形式的处理器执行存储器中存储的软件形式的计算机执行指令实现，为避免重复，此处不再赘述。而上述极控系统所执行的动作所对应的程序均可以以软件形式存储于该极控系统的存储器中，以便于极控系统的处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

上文中的存储器可以包括易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，ram)；也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器(read-onlymemory，rom)，快闪存储器(flashmemory)，硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)；还可以包括上述种类的存储器的组合。

上文所提供的极控系统中的处理器可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu；也可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的极控系统和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的极控系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的极控系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。