欧宝第 9 卷，第 1 期，2015 20 15 V o1 ． 9 No. 1 南方电网技术 S O U T H E R N PO W E R S Y S T E M T E C H NO L O G Y 多端柔性直流输电 V S C . M T D C 货号：1674- 0629( 2015)01~ 073- 05 CLC 号：TM721. 1 文件代码：A DOI: 10. 13648/ j. cnki. issn1674- 0629. 2015. 01. 013 系统调试南澳多端柔性高压直流输电示范工程 魏伟, 徐树凯, 李艳, 李小林, 饶红, 朱吉, 冯曼英, 陈军 (南方电网研究院, 广州 510080) A直流输电示范工程系统调试共完成87项测试 功率阶跃测试表明系统对变流器输出的无功功率和有功功率阶跃响应灵敏 并网测试及运行模式切换试验表明，南澳-初中-中山项目能够适应各种运行工况。风电低压穿越试验表明，该项目对交流电网故障具有较强的故障穿越能力。

直流系统故障测试表明，故障后各站直流保护动作正常并跳闸，控制保护功能正常。系统相关一、二次设备经调试验收后，总体达到设计要求，各项功能和性能指标均达到工程设计规范要求。关键词：多端柔性直流输电；系统调试；电源步； Z H U Zhe , F E N G M an ing , C H E N Jun ( 南玻集团电力科学研究院, 广州 510080 ) 摘要：南澳V SC—MTD C示范项目系统调试共完成87项测试项目。功率阶跃测试表明系统对无功或有功功率阶跃敏感。有源电力版本测试、并网测试和运行模式转换测试表明，南澳项目在各种系统工况下都能稳定运行。风电L VRT试验表明，该项目对交流电网故障具有较强的故障穿越能力。直流系统故障测试表明中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，各站直流保护均正常跳闸，控制保护功能正常。经委员会验证，相关主、副设备均能满足设计要求，工程g 设备的功能和性能符合设计规范。键 w 或 d s : V SC — M T D C ;系统通讯正在连接；电源步； activ e power in versi on 0 Introduction 南澳柔性多端直流输电示范项目（简称南澳软直通项目） 本阶段采用三端运行，额定电压为±160 kV，容量为200兆瓦电力传输系统_1-4,101将完成。 ．25 MW，青澳风电场45. 05 MW)从金牛换流站和青澳换流站到苏城换流站，同时要保证南澳岛的供电安全，并减少风电波动对当地弱电网的影响。

本项目系统调试总体内容及主要相关基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2011AA 05A 102)。基金项目：支持国家高技术研究发展计划（863计划）（201 1 A A05A 102) ．测试（功率阶跃测试、功率反向传输测试、风电并网测试、运行模式切换测试、风力1 南澳直流系统调试总则 系统相关调试 在各换流站单站系统调试过程中， STAT COM工况下运行，试验项目安排参考南方电网±200Mvar STA TCOM工程系统调试项目，直流两种工况运行，两种工况控制方式切换试验被设计.

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在三端系统调试过程中，分为交直流并联、混合运行和纯直流运行三种工况，设计了三种工况的控制方式切换测试。 中国南方电网技术卷． 9 2 南澳鲁棒系统调试主要测试情况 2. 1 变流器输出无功阶跃测试 为了验证变流器输出无功的动态响应特性，进行了变流器输出无功阶跃测试。测试前，换流站工作在 ST ATCOM 模式，输出无功功率为 10 Mvar。首先，进行输出无功功率从10 Mvar到-10 Mvar的功率阶跃。待输出稳定后，进行输出无功功率从-10 Mvar到10 Mvar的功率阶跃。相关测量曲线如图1(a)和图1(b)所示。从图中可以看出中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，在STAT COM 控制模式下，当无功功率指令从10 Mvar 步进到-10 Mvar 时，响应时间为52 ms；当无功功率命令从 10 Mvar 步进到 10 Mvar 时，响应时间为 50 ms。这表明转换器可以根据步进目标值快速响应。在无功阶跃过程中，系统运行正常，110 kV侧电压变化约3 kV。

欧宝(a) 输出... 无功功率从 10 Mvar 降到 -10 Mvar t/m s (b) 输出无功功率从 -10 Mvar 升到 10 Mvar 图 1 转换器输出无功功率阶跃跳跃测试波形图. 1 无功功率阶跃测试波形 2. 2 有功功率阶跃响应测试 为了检验高压直流柔性输电系统有功功率的动态响应特性，进行了有功功率阶跃响应测试。试验前换流站采用双端交直流并联运行方式，输出有功功率20Mw。首先，有功功率参考值从 20 Mw 逐步增加到 20 Mw 功率。输出稳定后，有功功率参考值由 20 MW 变为 20 Mw 功率阶跃。相关测量曲线如图2（a）所示，如图2（b）所示。从图中可以看出，柔性高压直流系统可以根据有功功率阶跃指令快速响应。主动指令从 20 Mw 变为 -20 Mw，响应时间为 54 ms；有功功率命令从 -20 Mw 变化到 20 Mw 变化，响应时间为 63 ms。 ≥ 0 - 2 4 = 3, i - 3 = ≥ - 11 t/m s (a) 输出有功功率从 2O Mw 下降到 -2O Mw t/ m s (b) 输出有功功率从 -20 上升Mw Step to 20 Mw 图 2 有功功率阶跃响应测试波形 图 2 有功功率阶跃测试 t 的波形 图 2． 3 电力反向传输测试柔性直流传输采用先进的大功率电力电子器件组成的电压源变流器，可以根据电网的需要灵活、快速地改变电力传输的大小和方向。

为了验证南澳软直项目的这一特性，进行了功率反转试验。试验前换流站采用双端交直流并联运行方式，输出有功功率为20 MW。在送端换流站，有功功率由整流 20 MW 反转为整流 20 MW。输出稳定后中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，有功功率由逆变器20MW逆变为整流20MW。相关测量曲线如下： 如图3(a)和图3(b)所示。从图中可以看出，柔性直流输电系统可以根据功率指令实现功率逆变，功率按照预先设定的功率变化率值变化中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，功率逆变过程中电压电流波形稳定，测试结果正常。 2. 4 风电通过柔性直流并网试验 为了验证系统在风电并网过程中能够保持稳定运行，对风电通过柔性直流并网试验进行了试验。中国南方电网技术卷． 9 2. 6 风电低电压穿越试验 为检查受端交流系统故障情况下变流器和风机的工作情况，进行了风电低电压穿越试验。测试前，柔性直流系统以三端交直流并联运行方式运行，金牛站输出有功功率为50 Mw，青澳站输出有功功率为20 Mw。短路测试点位于苏城变110kV苏钢线1号塔Ll相。人工接地装置启动成功，形成110 kV苏钢线1号塔L 1相瞬时接地短路故障，持续时间约360 ms。故障排除，系统恢复正常。

以苏城站为例，测试波形如图6所示。苏钢L 1线对地短路时，苏城站换流阀网侧峰值电流为约1 200 A，桥臂电流高达600 A。左右，直流电压基本不受干扰。苏钢线L1线对地短路期间，牛头岭、云澳、南雅风电场均保持输电功率不变中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，表明柔性直流系统具有较强的故障穿越能力交流电网故障。 ≤。 , "v, ^, v Na W Ll 相. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .老人刚拍打lan。 ...... . . . . . . . 一个装置 ^M^ MMMW ^^ VW > 口。9 lE 两个 0 . 8 JfI flfI Anaconda Jf llll1 1 fl 0 . 8 4 , ^ ^^^^^^^^^^^ ^^^^ ^^^^^ M L2 相 L1 相 . l 相 0.6633 ^^^ -. ~ ^1 ~^ ~^ ^ ^^, L3 相 . . -14 296 l -- —— 正极 V'翟——v————负电极t/m·s（一七城站网顺达[综述。电压系列氚，盲电流波形。}}蓝依依；；[3.

0[ to 2, 1J1 相 L2 相 L3 相 IJ1 相 L2 相 V L3 相 1 800 0 200 400 600 (b) 苏城站桥臂电流波形 风电低压穿越试验波形 图 6 6 风力发电波形 LV R T 测试 t 2. 7. 直流系统故障测试 测试直流线路故障时柔性直流控制保护系统处理故障的能力，了解其影响直流线路故障对交直流系统运行的影响，进行了直流系统故障测试。试验前，柔性直流系统以三端交直流并联运行方式运行，金牛站输出有功功率为30 Mw，青澳站输出有功功率为10 Mw。短路测试点位于±160kV塑料母线23号杆塔与22号杆塔之间的直流架空线负极处。人工接地装置发射成功，形成塑料母线负极瞬时接地短路故障。持续约 18 ms 后，直流保护动作跳闸。柔性直通系统停止运行，柔性直通系统跳闸前后交流系统运行正常。以苏城站为例，测试波形如图7所示。直流系统负极短路接地后，正极电压升高，峰值为297 kV，峰值为直流电流约780A，阀侧电压偏压，变压器中性点电流明显增大。故障发生18ms后，三站“直流励磁接地过电流T2”保护几乎同时动作，相互传递跳闸信号，系统闭锁跳闸。

柔性直通系统故障后，各站直流保护正确跳闸，控制保护功能正常。 ：我蟋蟀父亲父亲女儿父亲殳 5 2 电网侧三相电压。 : 9 o rhino ≤ 1 l 1 4 4 0 0 —— —— 套管三相电流 bu —— —— 套管三相电流 Ink ink .蝶形≤1：蜀桥臂相电流≤3 l3 1 [ 1 1 F ——————_1 1 ～ 债极370370 [1 —— ～ ．负 - 'v 连接到中性点电流 190。]-— — 0—= — — —— —— t/ms 7 直流系统故障测试的波形 S uc he ng conve ~er s tation 3 结论 南澳JJ工程系统调试共完成87项测试项目。逆变器输出无功阶跃响应测试表明，在STAT COM控制模式下，当无功指令在10 Mvar和110 Mvar之间阶跃时，响应时间约为50-52 ms。

欧宝有功功率阶跃响应测试表明，当换流站工作在双端交直流并联运行模式时，有功功率指令为20兆瓦，第一阶段20位伟伟等：南澳多端柔性直流输电示范工程系统调试77 Mw之间的一个阶跃时，响应时间约为54-63 ms。电力反向传输试验、风力发电通过柔性直流并网试验和运行模式切换试验表明，南澳柔性直流项目能够适应各种运行工况。风电低压穿越试验表明，该项目对交流电网故障具有较强的故障穿越能力。直流系统故障测试表明，故障后各站直流保护动作正常并跳闸，控制保护功能正常。经调试检验，与系统相关的一、二次设备总体符合设计要求，各项功能和性能指标符合工程设计规范要求。参考文献 李琰，罗宇，徐树凯，等。柔性直流输电技术：应用、进展与展望[J].南方电网技术, 2015, 9 (1): 7-13. L I Yan, L U O Yu, X U Shuk m, et a1. V S C - H V D C 输电技术：应用、进展与展望[J]. 南方电力系统技术, 2015, 9(1): 7-13. 刘洋, 李晓林, 徐树凯, 等. 南澳多端柔性直流输电示范工程系统集成设计方案[J]. 中国南方电力Grid Technology, 2015, 9 (1): 63—67. Y A N G Liu iu, L I X i aolin, X U Shuk ai, et a1. 南安V SC-MTDC的集成系统设计方案示范工程[J]. 南方电力系统技术, 2015, 9(1): 63-67. 李福中, 周敏, 何彦智, 等. 南澳多终端系统接入及换流站设计方案柔性高压直流输电示范工程[J]. 南方电网技术, 2015, 9 (1): 58-62. L I Fuzhong, Z H O U M in, H E Y anzh i , et a1. 系统接入设计方案d c on ve~ er s~ f i on i n N a n'ao V S C—M T D C示范工程[J]．南方电力系统技术, 2015, 9 ( 1): 58-62. 冯曼英, 李燕, 徐树凯等. 南澳多端柔性高压直流输电示范工程仿真及试验[J]. 中国南方电网技术, 2015, 9 (1): 68-72. F E N G M any ing...