朱益華， 郭 琦， 黃立濱， 李書勇， 關(guān)紅兵

(1. 直流輸電技術(shù)國家重點實驗室， 中國南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司， 廣東省廣州市 510663； 2. 電網(wǎng)仿真重點實驗室， 中國南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司， 廣東省廣州市 510663)

0 引言

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展以及電力需求的不斷增長，遠(yuǎn)距離、大容量高壓直流輸電系統(tǒng)蓬勃發(fā)展[1-5]。直流工程在系統(tǒng)調(diào)試、檢修或發(fā)生故障的情況下，可能采用單極大地回線的運行方式，若直流接地極與地下金屬管網(wǎng)、鎧裝電纜以及具有接地系統(tǒng)的電氣設(shè)施等距離較近，此時直流入地電流引起的地表電位差將導(dǎo)致直流電流竄入上述設(shè)施，嚴(yán)重時可能引發(fā)變壓器過熱、金屬管網(wǎng)爆炸等故障，從而威脅交直流互聯(lián)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行[6-9]。

文獻[10]明確指出，接地極入地電流對埋地金屬管道的影響，是電磁干擾的傳播過程，通常有三個基本要素：騷擾源、敏感設(shè)備與耦合途徑，三者缺一不可。近年來，大量學(xué)者在后兩個方面開展了探索研究。文獻[11]提出了借助潮流計算數(shù)據(jù)整理直流網(wǎng)絡(luò)信息的方法，通過建立交流電網(wǎng)直流分布模型，介紹了其在預(yù)測和抑制廣東電網(wǎng)直流分布中的應(yīng)用。文獻[12]研究分析了直流輸電的地中直流電流對交流電網(wǎng)設(shè)備影響，包括直流偏磁對變壓器和電流互感器、電網(wǎng)諧波對繼電保護裝置及地中電流對變電所接地網(wǎng)腐蝕的影響。文獻[13]論證了在變壓器中性點串接電阻器限制地中直流流入的可行性，并從抑制中性點直流與過電壓效果和繼電保護角度分析及校核了中性點電阻器對系統(tǒng)造成的影響。文獻[14]提出了采用分布式直流接地極方式減小入地電流的方案，對分布式接地極的工作原理、設(shè)計原則、仿真模型和對抑制變壓器直流偏磁危害的效果進行了研究。

然而，以往的研究主要集中在直流電流在大地的分布特性仿真研究、直流電流對交流系統(tǒng)的影響特性分析，以及敏感設(shè)備抑制直流電流的措施研究等。鮮有文獻考慮從騷擾源出發(fā)，研究在直流系統(tǒng)側(cè)實施接地極電流控制的主動策略。為此，本文結(jié)合南方電網(wǎng)±500 kV溪洛渡同塔雙回直流工程與油氣管網(wǎng)的相互影響，從直流接地極電流產(chǎn)生的源頭出發(fā)，首先分析了接地極電流的控制措施，提出了兩種可行的方案；在此基礎(chǔ)上，針對所提方案通過修改直流控制保護系統(tǒng)功能的設(shè)計，實現(xiàn)盡可能地減小接地極電流的大小和持續(xù)時間。最后，在實時數(shù)字仿真(RTDS)平臺上開展仿真測試，驗證了控制策略的有效性，并通過現(xiàn)場調(diào)試進一步驗證。根據(jù)本文所提方法改進后的接地極電流限制功能(GECLF)為后續(xù)新建直流工程提供了技術(shù)借鑒。

1 接地極電流控制措施分析

就直流輸電系統(tǒng)側(cè)的措施而言，目前對其進行優(yōu)化的主動策略主要有以下三種。

1)無接地極運行方式

在負(fù)荷特別密集、接地極選址十分困難的地區(qū)，如果接地極電流影響巨大，消除成本過高，可以采用無接地極運行方式。在直流輸電線路中除正負(fù)極線路外，還需另加1條金屬導(dǎo)線回路。在此基礎(chǔ)上，還可以論證它作為幾條直流輸電線路共同的金屬回路的技術(shù)方案。如果存在多回直流線路共用該金屬回線的可能性，則建造金屬回路導(dǎo)線的成本存在低于接地電極成本的可能性。

這種方式可以完全避免直流電流分量流入交流系統(tǒng)中，同時可避免關(guān)于接地電極對周邊環(huán)境影響的疑慮。如文獻[6]提出了一種以站內(nèi)接地極網(wǎng)代替接地極運行的雙極平衡運行方法，但是該方法對站內(nèi)接地網(wǎng)設(shè)計、接觸電壓、跨步電壓、接地網(wǎng)腐蝕等要求很高，適合作為接地極無法使用時的臨時方案。

2)接地極電流限制功能

溪洛渡直流投產(chǎn)前，直流工程均未配置接地極電流限制功能。而溪洛渡直流由于其同塔雙回并架的特殊性，且共用同一個接地極，必須配置該功能對接地極進行保護。直流工程的過負(fù)荷能力與接地極的過負(fù)荷能力是匹配的。以溪洛渡直流為例，其具備的1.44倍3 s過負(fù)荷能力為4 610 A，1.22倍長期過負(fù)荷能力為3 903 A，接地極的最大耐受水平為4 610 A，持續(xù)時間不超過3 s。

對溪洛渡直流而言，存在一種特殊的運行工況，即兩回直流同名極大地回線運行，此時流過接地極的電流是單極電流的兩倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過接地極的熱穩(wěn)極限，勢必造成破壞。因此，溪洛渡直流在雙回控制(直流站控)系統(tǒng)中配置了接地極電流限制功能，對接地極總電流進行限制。當(dāng)總電流越限時控制系統(tǒng)發(fā)出報警并執(zhí)行功率回降，使接地極電流降至安全水平[15]。

接地極電流限制功能包含自動和手動兩種方式。自動方式(參數(shù)默認(rèn)設(shè)置)依據(jù)接地極設(shè)計參數(shù)配置，當(dāng)接地極電流超過設(shè)計安全值時自動限流以保證接地極的安全運行。根據(jù)接地極設(shè)計參數(shù)要求，接地極電流限制功能的參數(shù)為：接地極3 s限值為4 610 A(Ⅰ段)，長期(30 d)限值3 903 A(Ⅱ段)。手動方式(參數(shù)人為設(shè)置)可在整流站后臺界面進行功能的投退及接地極長期限值的設(shè)定。當(dāng)手動方式未投入時，以自動限值進行限制；當(dāng)手動方式投入時，長期限值以自動限值及手動限值的最小值作為限制依據(jù)。當(dāng)接地極電流值大于Ⅰ段動作值時，延時300 ms后接地極限流Ⅰ段動作；當(dāng)接地極電流值大于Ⅱ段動作值時，延時3.3 s后接地極限流Ⅱ段動作。接地極電流限制功能已無法適應(yīng)油氣管網(wǎng)等提出的新的外部要求，必須進行改造才能達(dá)到電流控制的目標(biāo)。

3)同回聯(lián)跳功能

考慮到直流的某一極發(fā)生故障閉鎖時，接地極流過的電流等于該回另一健全極的運行電流，此時如果有控制功能使該健全極迅速閉鎖，則入地電流的持續(xù)時間將會非常短暫?；谠撍枷?，在直流極控中設(shè)計同回聯(lián)跳功能，即一極非正常性閉鎖時立即聯(lián)跳同回另一極。對于該回而言，單極閉鎖最終會導(dǎo)致雙極閉鎖，可能會增加配套穩(wěn)控系統(tǒng)的動作概率以及切機切負(fù)荷量，同時在直流系統(tǒng)恢復(fù)時電網(wǎng)的調(diào)控難度也可能有所增加。

該方案的優(yōu)點是單回聯(lián)跳可靠性高，功能邏輯實現(xiàn)簡單。但是措施嚴(yán)厲，存在下述缺點：①雙回異名極大地回線運行時，一極非正常閉鎖，另一極不會動作，而此時接地極電流為另一極電流，可能無法滿足電流控制要求；②雙回四極大地回線運行時，發(fā)生雙回異名極同時單極閉鎖會導(dǎo)致四極閉鎖，而實際上異名極閉鎖后接地極電流為零，并不需要采取措施；③人為或保護動作造成的不平衡工況引起接地極過流(如運行方式安排不平衡運行，人為設(shè)置功率/電流限制或其他不平衡工況)，本方案不能降低接地極電流。

因此，實施該方案對運行也提出了要求，即禁止雙回異名極大地回線運行方式，禁止單回內(nèi)雙極不平衡運行方式。同時，考慮到缺點③，以及極間通信故障時同回聯(lián)跳功能將失效，需要通過優(yōu)化接地極過流保護作為后備保護。

方案2和方案3均是通過修改直流控制保護功能加以實現(xiàn)，不涉及一次系統(tǒng)的改造等工作，可行性高，下文將針對上述兩種方案進行論述。

2 接地極電流限制功能優(yōu)化

2.1 接地極電流限制功能開放起效邏輯優(yōu)化

最初設(shè)計接地極電流限制功能是考慮當(dāng)兩回直流存在同名極大地回線運行時才允許該功能起效，即當(dāng)回Ⅰ極1和回Ⅱ極1大地回線運行或回Ⅰ極2和回Ⅱ極2大地回線運行(其他極可以運行或不運行)時允許起效。由于油氣管網(wǎng)對接地極電流不超過1 200 A的安全控制要求，意味著任何工況下接地極電流超過1 200 A即需要激活該功能來實現(xiàn)功率回降。

因此，需將“兩回直流存在同名極大地回線運行時才允許接地極電流限制功能開放”修改為“任一極大地回線運行即允許接地極電流限制功能開放”，如附錄A圖A1所示。邏輯優(yōu)化后，針對雙回直流大地回線運行單極閉鎖、同名極閉鎖、三極閉鎖、不同回異名極相繼閉鎖，以及單回雙極大地回線運行單極閉鎖等工況均能起效，有效避免了因開放邏輯不滿足而導(dǎo)致拒動的風(fēng)險。

2.2 接地極電流限制功能與雙回功率控制功能配合

在雙回功率控制模式下，如果一回處于雙極大地回線運行，一回處于金屬回線運行，由于金屬回線運行回不“貢獻”接地極電流，因此對該回不需要做任何的功率限制處理(即不會向金屬回線運行回發(fā)限制命令)。這就導(dǎo)致雙極大地回線運行回單極閉鎖后，若接地極電流限制功能動作，則金屬回線運行回由于不會收到限制命令，仍按照原來的功率運行。但是在雙回功率控制模式下會進行健全極的功率再分配，一旦接地極電流限制命令返回，將導(dǎo)致健全的單極大地回線運行極功率上升，超過接地極電流限制功能定值后再次動作，后續(xù)將重復(fù)上述過程，最終引發(fā)功率振蕩，如圖1所示。

圖1 雙回功率控制功能引發(fā)的功率振蕩Fig.1 Power oscillation caused by double-circuit power control function

為了解決該功率振蕩問題，在兩回直流處于雙回功率控制模式時需要增加對金屬回線運行回的限制處理，將接地極電流限制指令也發(fā)送給金屬回線運行回執(zhí)行回降功率。

修改后的接地極電流限制指令發(fā)出邏輯如下：①當(dāng)本回的兩極中存在大地回線運行極時，接地極電流限制功能動作后將向該回發(fā)出限制指令(原邏輯)；②當(dāng)(本回為金屬回線運行)∩(本回處于雙回功率控制∪對回的兩極中存在處于雙回功率控制的大地回線運行極)時，也向該回發(fā)出限制指令(∩表示與,∪表示或)，邏輯示意圖如附錄A圖A2所示。

2.3 接地極電流限制功能與調(diào)制功能配合

調(diào)制功能主要包括功率提升、功率回降、功率限制、頻率限制控制(FLC)、功率搖擺穩(wěn)定(PSS)/功率搖擺阻尼(PSD)、次同步振蕩阻尼控制、外部調(diào)制控制以及交流低電壓限功率控制等。由于接地極電流限制功能執(zhí)行的是功率回降，與調(diào)制功能中有正向調(diào)制輸出的功能可能會造成沖突。功率提升采用硬接點形式，是非連續(xù)調(diào)制命令，如果接地極電流限制功能動作后收到該命令導(dǎo)致電流再次越限，則再次動作執(zhí)行功率回降，不會造成反復(fù)的功率振蕩。但是對于FLC等連續(xù)調(diào)制命令而言，可能存在功率振蕩的風(fēng)險。

以FLC為例，直流送端孤島運行方式下，如果發(fā)生直流閉鎖導(dǎo)致接地極電流越限，接地極電流限制功能將動作并限制直流功率。同時，由于直流功率的大量損失，孤島系統(tǒng)頻率上升，將導(dǎo)致FLC動作輸出正向調(diào)制量疊加至功率參考值上，但在接地極電流限制期間由于限幅環(huán)節(jié)的作用無法真正起效，直至限制動作信號返回時刻將瞬間提升直流功率，導(dǎo)致電流再次越限，接地極電流限制功能再次動作，從而出現(xiàn)直流功率的反復(fù)振蕩，如圖2所示。

圖2 接地極電流限制功能與FLC沖突導(dǎo)致功率振蕩Fig.2 Power oscillation caused by conflict between GECLF and FLC

為了協(xié)調(diào)接地極電流限制功能以及FLC功能，需增加接地極電流限制功能動作情況下FLC調(diào)制功率的分配原則，邏輯示意圖如附錄A圖A3所示。

1)若該回的接地極電流限制功能動作信號未出現(xiàn)，則其FLC功能的輸出不受影響。

2)在該回的接地極電流限制功能動作信號出現(xiàn)過程中及動作信號返回后，對處于單極大地回線運行的回，該回的FLC調(diào)制分配量上限將被限制為0，以使其在接地極電流限制功能動作時不會因為FLC動作而升高功率并引起接地極電流再次越限，該過程中FLC負(fù)向輸出不受影響。

3)在該回的接地極電流限制功能動作信號出現(xiàn)過程中，如處于雙極大地回線運行的回兩極電流接近平衡(該回兩極的電流指令差小于本回接地極電流控制指令值-150 A)或處于單極金屬回線運行的回，該回的FLC調(diào)制分配量上限將被限制為0；在該回的接地極電流限制功能動作信號返回后，其FLC正向輸出可以正常輸出并調(diào)整該回的直流功率，該過程中FLC負(fù)向輸出不受影響。

4)在該回的接地極電流限制功能動作信號出現(xiàn)過程中，如處于雙極大地回線運行的回兩極電流不平衡過大(該回兩極的電流指令差大于本回接地極電流控制指令值)，該回的FLC調(diào)制分配量上限將被限制為0，以避免該回因為FLC動作而升高功率并引起接地極電流再次越限；該過程中FLC負(fù)向輸出不受影響。

類似的PSS/PSD等功能亦可按同樣的方案進行變更，可有效解決功率振蕩問題。

2.4 接地極電流限制功能動作特性優(yōu)化

溪洛渡直流由于運行極數(shù)多，故障形式組合繁多，存在直流相繼故障導(dǎo)致接地極電流多次越限而多次動作的情況，如果控制時序不當(dāng)，可能造成不合理的功率突變，危害電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。

以雙極相繼閉鎖故障為例，如0 s回Ⅰ極1閉鎖，3.8 s回Ⅱ極2閉鎖，可能出現(xiàn)如圖3所示的功率突變。

圖3 控制時序不合理導(dǎo)致直流功率突變Fig.3 Power saltation caused by unreasonable control timing sequence

上述過程具體的動作時序如附錄A圖A4所示。3.3 s時接地極電流限制Ⅱ段第1次動作，限制命令信號持續(xù)1 s，接地極電流被限制到了1 200 A以下；3.8 s時回Ⅱ極2閉鎖導(dǎo)致接地極電流再次超過1 200 A，4.4 s時接地極限流Ⅱ段第2次動作，限制命令信號持續(xù)約50 ms，回Ⅱ極1功率未能限制到位，之后回Ⅱ極1功率突變至限制前的水平，并在4.6 s時再次大于1 200 A，再經(jīng)過3.3 s后(7.9 s時)接地極電流限制Ⅱ段第3次動作，限制命令信號持續(xù)1 s，此時接地極電流才被限制到了1 200 A以下。

通過分析該現(xiàn)象可知，接地極電流限制命令信號展寬時間為1 s時，單次閉鎖情況下可以可靠保證接地極電流被限制到位，但對于相繼閉鎖的情況，第2次動作時限制命令信號的持續(xù)時間不能可靠保證接地極電流被限制到位(可靠限制到位需達(dá)到100 ms)，因此需要對接地極電流限制功能的動作特性進行優(yōu)化，以使其能夠應(yīng)對相繼閉鎖故障的復(fù)雜時序。

因此，考慮一定的裕度，將接地極電流限制命令信號展寬時間修改為200 ms，功能動作間隔時間修改為1 s。修改后，接地極電流越限1次后，接地極電流限制功能將動作1次，后續(xù)接地極電流如再次越限則接地極電流限制功能將按照預(yù)定的延時再重新動作1次，動作過程更清晰。修改后的動作時序如附錄A圖A5所示。

2.5 接地極電流限制功能與線路重啟動功能配合

由于接地極電流限制Ⅰ段的時間定值為300 ms，如果線路故障重啟動去游離時間大于300 ms，可能導(dǎo)致線路重啟動過程中接地極電流限制功能動作，電流參考值被限至目標(biāo)值，造成該極按照限制值重啟，恢復(fù)后功率小于原功率值。如直流功率6 400 MW，Ⅰ段定值設(shè)為3 200 A，回Ⅰ極1、回Ⅱ極1同時線路金屬性接地故障重啟動成功。正確結(jié)果應(yīng)為兩回直流恢復(fù)6 400 MW運行，而實際由于在重啟動過程中接地極電流限制Ⅰ段動作，按照3 200 A的電流限制值發(fā)送給雙回，經(jīng)分配計算后每個極的電流參考值為1 600 A，最終重啟成功后直流功率僅為3 200 MW，如附錄A圖A6所示。

因此，為了避免與線路故障重啟動功能的沖突，將接地極電流限制功能的動作定值和時間定值開放，可整定。考慮只設(shè)置一次重啟動，以及線路高阻接地故障直流線路縱差保護(87DCLL)動作延時1 s，再加上500 ms最大去游離時間，接地極電流限制Ⅰ段時間定值必須躲過1 500 ms，考慮一定裕度，整定為1 800 ms。

3 回內(nèi)聯(lián)跳方案實現(xiàn)

3.1 同回雙極聯(lián)跳功能

直流極閉鎖形式可分為正常閉鎖和非正常閉鎖，正常閉鎖指運行人員通過監(jiān)控系統(tǒng)后臺正常發(fā)出的停極命令，非正常閉鎖則主要包括三種命令形式：閉鎖脈沖、緊急停運和閉鎖換流器。本文所提方法主要針對非正常閉鎖情況，即正常閉鎖不會啟動聯(lián)跳功能。在直流極控系統(tǒng)中增加同回雙極聯(lián)跳功能，兩回直流的聯(lián)跳功能相互獨立，并可在監(jiān)控系統(tǒng)后臺通過控制字靈活投退。

由于聯(lián)跳功能最終將導(dǎo)致雙極同時閉鎖，因此需綜合考慮多方因素，以保證其可靠性和安全性。由于不存在過電壓問題，因此出口形式采用閉鎖換流器方式。同時，處于如下任一工況時該功能均會失效。

1)本回任一極處于空載加壓模式(OLT)。

2)本回中兩極極間通信雙通道均故障。

3)本回兩站(整流站和逆變站)兩極中任一極處于檢修狀態(tài)。

只有在該功能有效時，一旦本回對極發(fā)生非正常閉鎖，本極才能收到對極通過極間通信發(fā)來的聯(lián)跳命令，此時只有本極在解鎖狀態(tài)且非OLT模式時，才能真正下發(fā)閉鎖換流器命令，達(dá)到聯(lián)跳的效果。功能邏輯如附錄A圖A7所示。

該功能不影響直流線路故障重啟動功能，當(dāng)線路故障重啟失敗跳閘后出現(xiàn)非正常閉鎖信號，聯(lián)跳功能正常啟動。

3.2 接地極過流保護優(yōu)化

一旦極間通信中斷，回內(nèi)聯(lián)跳功能將失效。為了確保該功能失效后仍能可靠限制接地極電流，可通過優(yōu)化接地極過流保護(76EL)實現(xiàn)，作為聯(lián)跳功能失效時的后備保護。

接地極過流保護的設(shè)計目的是防止接地極線過載，需要與設(shè)備的過載能力配合。該保護的原理為式(1)或式(2)。

|IdEE1|>Iset

(1)

|IdEE2|>Iset

(2)

式中：IdEE1為接地極線1電流;IdEE2為接地極線2電流;Iset為動作定值。

該保護出口共分為4段，依次是報警段、極平衡段、功率回降段和動作段。根據(jù)運行方式不同動作方式不同：當(dāng)雙極運行時，動作后首先進行極平衡,仍然動作后立即閉鎖換流器，跳換流變開關(guān)；單極運行時，動作后首先進行功率回降，仍然動作后立即閉鎖換流器，跳換流變開關(guān)。

考慮到接地極電流不得超過1 200 A的安全限制，與回內(nèi)聯(lián)跳功能的配合，以及作為回內(nèi)聯(lián)跳功能失效情況下的后備保護，必須對76EL保護進行優(yōu)化，具體如下。

1)調(diào)整76EL的報警定值和時間，報警定值整定為400 A(一回直流的接地極電流)，延時整定為0.5 s。

2)調(diào)整76EL的動作跳閘定值和時間，動作跳閘定值整定為500 A，主要考慮兩回存在同名極運行時一回直流的接地極電流不能超過600 A且保留一定裕度；延時整定為1.2 s，主要考慮與直流線路高阻接地故障下1次故障重啟動成功時間、交流系統(tǒng)故障近后備保護動作時間、直流雙極線路主保護動作相繼重啟動成功相配合。

3)退出76EL極平衡段和功率回降段。

4 RTDS仿真驗證

為驗證本文所提控制策略的正確性和有效性，在RTDS平臺上開展了仿真測試。

4.1 接地極電流限制功能測試

測試1：溪洛渡直流雙回功率控制模式，回Ⅰ雙極大地回線運行，回Ⅱ金屬回線運行，功率4 400 MW。0 s回Ⅰ極1閉鎖，接地極電流增至4 400 A左右，3.3 s接地極電流限制Ⅱ段動作，接地極電流被限制到1 200 A以下，控制行為和時序均正確，后續(xù)未發(fā)生由于接地極電流限制功能與雙回功率控制功能配合不當(dāng)導(dǎo)致的功率振蕩，如附錄A圖A8所示。

測試2：溪洛渡直流雙回四極大地回線運行，功率5 860 MW，0 s回Ⅰ極1閉鎖，2.3 s切溪洛渡電廠2臺機。回Ⅰ極1閉鎖后，3.3 s接地極電流限制Ⅱ段動作，接地極電流被限制到1 200 A以下；此時孤島系統(tǒng)頻率一直越上限50.1 Hz，但由于回Ⅰ的FLC調(diào)制分配量上限被限制為0，未因FLC動作而升高功率并引起接地極電流再次越限，如圖4所示。

測試3：溪洛渡直流雙回四極大地回線運行，功率5 860 MW，0 s回Ⅰ極1閉鎖，3.8 s回Ⅱ極2閉鎖。回Ⅰ極1閉鎖后，3.3 s接地極電流限制Ⅱ段第1次動作，接地極電流被限制到1 200 A以下；3.8 s時回Ⅱ極2閉鎖導(dǎo)致接地極電流再次超過1 200 A，再過3.3 s接地極限流Ⅱ段第2次動作，將接地極電流限制到1 200 A以下，控制系統(tǒng)響應(yīng)正確，如圖5所示。

測試4：直流功率6 400 MW，Ⅰ段定值設(shè)為3 200 A，動作時間優(yōu)化為1.8 s，回Ⅰ極1、回Ⅱ極1同時線路金屬性接地故障重啟動成功。重啟過程中接地極電流限制功能正確不動作，重啟成功后直流功率可恢復(fù)至故障前水平，如附錄A圖A9所示。

圖4 接地極電流限制功能與FLC配合優(yōu)化Fig.4 Optimization of coordination between GECLF and FLC

圖5 接地極電流限制功能控制特性優(yōu)化Fig.5 Optimization of control characteristic for GECLF

4.2 回內(nèi)聯(lián)跳功能測試

溪洛渡直流回Ⅱ雙極大地回線運行，功率3 200 MW。故障設(shè)置：逆變側(cè)回Ⅱ極2換流器接地故障。

仿真結(jié)果顯示：逆變側(cè)回Ⅱ極2的87DCM-Ⅰ段保護動作閉鎖，回Ⅱ極1收到同回對極非正常閉鎖聯(lián)跳命令，聯(lián)跳時間差約45 ms，閉鎖過程中最大入地電流約4 900 A，大于1200 A持續(xù)約110 ms；整流側(cè)回Ⅱ極2收到對站ESOF后閉鎖，隨后回Ⅱ極1收到對站緊急停運(ESOF)和同回對極非正常閉鎖聯(lián)跳。動作行為和時序均正確，如附錄A圖A10所示。

5 現(xiàn)場調(diào)試驗證

為進一步驗證本文所提方法的有效性，針對接地極電流限制功能開展了現(xiàn)場調(diào)試試驗。溪洛渡直流雙回均采用雙極功率控制模式，每回直流功率為2 200 MW，每極直流電流為2 200 A，在從西站手動觸發(fā)回Ⅰ極2 ESOF按鈕?；丌駱O2閉鎖后，接地極電流達(dá)到約4 600 A，約3.4 s后接地極電流限制功能動作，將回Ⅰ極1功率限至約600 MW，接地極電流降至約1 190 A，回Ⅱ功率保持2 200 MW不變，電流限制速率約為22.5 kA/s，相關(guān)波形如附錄A圖A11所示。

整個過程中直流控制系統(tǒng)邏輯響應(yīng)正確，一、二次設(shè)備無異?！，F(xiàn)場調(diào)試中直流電流和直流功率的變化特性與RTDS仿真試驗變化特性一致?？梢?，接地極電流限制功能能夠迅速可靠地將接地極電流限至目標(biāo)值以下，有效確保油氣管網(wǎng)設(shè)備安全。

6 結(jié)語

為有效控制接地極電流對油氣管網(wǎng)的影響，滿足油氣管網(wǎng)的安全控制要求，本文從接地極電流的騷擾源出發(fā)，研究了控制接地極電流的主動策略。從直流控制保護功能的角度提出了2種可行的方案，并對上述方案進行了分析，研究了接地極電流限制功能的優(yōu)化方法和回內(nèi)聯(lián)跳方案的實現(xiàn)方法。最后，利用RTDS仿真平臺驗證了控制策略的有效性，并通過現(xiàn)場調(diào)試進一步驗證。本文所提改進后的接地極電流限制功能在溪洛渡同塔雙回直流工程得到實施，效果良好。值得注意的是，本文所提策略會對直流系統(tǒng)送受端交流電網(wǎng)的正常運行和直流系統(tǒng)運行的靈活性造成一定程度的影響，在接地極電流對油氣管網(wǎng)沒有明顯影響的情況下可不采用實施。

鑒于接地極電流限制功能在溪洛渡直流的成功應(yīng)用，該功能已作為標(biāo)準(zhǔn)功能在南方電網(wǎng)的后續(xù)直流工程中得以實施，為確保油氣管網(wǎng)的安全發(fā)揮了重要的作用，后續(xù)將進一步研究制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。