2017/2/16 24
chap.5 直流控制与保护
5.3.5.1 正常启动控制顺序
正常启动时间
一般为几秒几十分钟
受端系统越弱，正常启动时间越长
双极方式HVDC原理图
2017/2/16
25
chap.5 直流控制与保护
5.3.5.2 正常停运控制顺序
BPP法的主要步骤
逐渐减小电流指令，降低直流电流； 使 α=12001500 ，延时20-40ms后，闭锁整流器；
双极方式HVDC原理图, 定γ 等效电路，定β 等效电路
2017/2/16
9
chap.5 直流控制与保护
5.2 直流控制原理
直流控制手段
触发脉冲相位控制：调节α(或β) 换流变分接头控制：调节换流变分接头
两类控制手段比较
项 目 调节范围 触发脉冲相位控制 换流变分接头控制 宽 窄
调节速度 调节平稳性
VDCOL静态特性
chap.5 直流控制与保护
5.4 改善直流控制特性的其他控制
2、电流裕度平滑转移（Amax 控制） 3、电流裕度补偿控制（CMR）
Amax控制
2017/2/16
35
chap.5 直流控制与保护
5.4 改善直流控制特性的其他控制
控制特性方程: Udi Ud 0i cos d xi I d
特点
关于 γ的下倾的直 线簇 下平移
U d 0i cos 1
U di
1
2

γ增加，直线向 U d 0i cos 2
通常
U d 0i cos 3
tan d xi
150 ~ 180
2017/2/16 13
整流站：定电流、定αmin控制 逆变站：定关断角、定电流控制 稳态运行工作点 HVDC系统特性： 静态稳定
换相失败风险低 弱受端系统时可 能出现换流母线 电压不稳定
直流基本控制特性
Δ Id
两站控制协调配合方式1
2017/2/16
17
chap.5 直流控制与保护
5.3 直流基本控制及其控制特性
15 2.5
0
0
U d 0 r cos 3
o
12
tan d xr
3
控制特性曲线
min 30 ~ 50
2017/2/16
Id
chap.5 直流控制与保护
5.3.2 定关断角控制
关断角可直接测量，但不可直接控制。
cos cos (3 2I dLr ) /(3U1 )
双极方式HVDC原理图， BPP电路
2017/2/16
27
chap.5 直流控制与保护
5.3.5.4 自动再启动控制顺序
目的：直流线路瞬时故障后，迅速恢复送电 主要步骤
整流器紧急移相
经过100-500ms的弧道去游离时间，按正常启动
恢复HVDC的运行
双极方式HVDC原理图，
2017/2/16
28
3 2
直流电流
或
其中，理想空载直流电压：
Ud 0
2017/2/16

U1 1.35U1
8
定γ 等效电路，定β 等效电路
chap.5 直流控制与保护
5.2 直流控制原理
直流功率
Pdr U dr I d Pdi U di I d
意味着可以通过改变角度（α或β）和
交流电压（U1 ）数值来调节直流电流和功率。
Ud Udref
选Ud为控制对象的原因：
减少逆变站发生电压不稳定的几率
配合整流站的定电流控制，实现对直流功率的
控制
协调控制2, 控制配置， 三交点不稳定
2017/2/16
19
chap.5 直流控制与保护
5.3 直流基本控制及其控制特性
两站控制协调配合方式2
整流站：定电流、定αmin控制 逆变站：定电压、定电流控制、定关断角 稳态运行工作点 HVDC系统特性：
2017/2/16
11
chap.5 直流控制与保护
5.3.1 定触发角控制
控制特性方程: 特点
关于α 的下倾
U dr U d 0r cos d xr I d
U dr
定αmin控制
1
2
的直线簇
α增加，直线 向下平移
U d 0r cos 1 U d 0 r cos 2

通常
N
I dr I d I di I di I d I dr
Idref
O
2）控制系统自动调节
I di
A
Id
潮流反转示意图
双极方式HVDC原理图，
2017/2/16
30
chap.5 直流控制与保护
5.3.6.2 阀闭锁方式潮流反转
实现方法: 先停运，后启动
功率方向 (+) / MW 需要设置新的功率方向 新的功率变化速率 MW / Min 新的功率电流定值 -XMW
控制原则：考虑数秒延时
2017/2/16
32
chap.5 直流控制与保护
5.4 改善直流控制特性的其他控制
包含：
低压限流（ VDCOL ）控制 电流裕度平滑转移控制（Amax 控制） 电流裕度补偿控制（CMR）
各种限制环节： 如αmin、 αmax 、 Idmin 、 Idmax
2017/2/16
2017/2/16
14
chap.5 直流控制与保护
5.3.3 定电流控制
配合原则
整流站定电流控制为主 逆变站定电流控制为辅
逆变站定电流控制目的
当Id下降过多时，协助整 流站定电流控制，使 Id 迅 速恢复正常值。
Δ Id
2017/2/16
15
chap.5 直流控制与保护
5.3.3 定电流控制
2017/2/16 7
U di U d 0i cos d xi I d
chap.5 直流控制与保护
5.2 直流控制原理
U dor cos U doi cos Id d xr Rd d xi U dor cos U doi cos Id d xr Rd d xi
合两侧直流线路开关，使直流线路与换流器相连； 以 α=1800 的角度解锁逆变器，建立直流电压 （0.7~0.8p.u.）； 以α=1500 的角度解锁整流器；
同时减小两侧α ，建立直流电流。
2017/2/16
23
chap.5 直流控制与保护
5.3.5.1 正常启动控制顺序
2、正常启动控制方法2（先建电流，后建电压又 称“BPP法/旁通对启动法”）的控制顺序
直流控制保护系统的重要性
直流输电运行性能、保护均极大地依赖于控制系
统。
直流控制保护系统的基本功能
起停控制
直流功率大小及方向控制
抑制HVDC不正常运行及对所连交流电网的干扰
故障保护
2017/2/16 3
chap.5 直流控制与保护
第五章 直流控制与保护
直流控制保护系统的特点
分层结构 多重化设计
2017/2/16
4
chap.5 直流控制与保护
5.1 直流控制系统的配置
分层结构。两端直流输电控制系统一般分
为6个层次等级 高层
可合并
系统控制级 双级控制级 极控制级
可合并
慢
换流器控制级
快
低层
2017/2/16
换流阀控制级
双极方式HVDC原理图
单独控制级
5
chap.5 直流控制与保护
5.2 直流控制原理
进行。
2017/2/16 21
chap.5 直流控制与保护
5.3.5.1 正常启动控制顺序
正常启动控制类型
先建电压，后建电流
先建电流，后建电压
2017/2/16
22
chap.5 直流控制与保护
5.3.5.1 正常启动控制顺序
1、正常启动控制方法1（先建电压，后建电流）的 控制顺序
合两侧交流断路器，使换流变压器和换流器带电；
chap.5 直流控制与保护
5.3.6 潮流反转控制
每侧控制系统均具有“三段式组合控制”
常用方法
阀不闭锁方式 阀闭锁方式
Ud
O
Idref
Id
组合控制特性
2017/2/16 29
chap.5 直流控制与保护
5.3.6.1 阀不闭锁方式潮流反转
实现方法
1）反置裕度整定
新逆变器: 新整流器:
Ud
高压直流输电
Chap.5 直流控制与保护
2017/2/16
chap.5 直流控制与保护
课程安排
第五章 直流控制与保护
5.1 直流控制系统的配置
5.2 直流控制原理
5.3 直流基本控制及其控制特性
5.4 改善直流控制特性的其他控制
2017/2/16
2
chap.5 直流控制与保护
第五章 直流控制与保护
HVDC等效电路-1
整流器等效电路
逆变器等效电路
外特性方程： U dr U d 0r cos d xr I d
2017/2/16 6
Udi Ud 0i cos d xi I d
chap.5 直流控制与保护
5.2 直流控制原理
HVDC等效电路-2
整流器等效电路
逆变器等效电路
外特性方程： U dr U d 0r cos d xr I d
稳态运行工作点
极弱受端系统时可能出现另一种电压不稳定—
“三交点不稳定” 其中，