摘要:对大容量柔性直流换流站计算机监控系统进行分析和研究,提出采用LOC就地控制层网络监控技术和站LAN网延伸的站间监控技术来完善和提升系统技术性能,为后续大容量柔性直流输电工程建设提供参考意见。
0 引言
柔性直流输电是继交流输电、传统高压直流输电之后,目前可控性最高、适应性最好的一种新型直流输电技术,为智能电网性能升级提供了一种有效技术手段。大容量柔性直流换流站采用全控型半导体器件IGBT换流阀进行输电系统的交/直流转换,可进行系统有功/无功功率控制,对两端的交流系统强弱无特殊要求。换流站计算机监控系统是保障大容量柔性直流换流站稳定、可靠运行的重要设备,为此本文将结合实际工程设计、建设经验,对其进行分析和研究,并提出提升其技术性能的方案及措施。
1 换流站计算机监控系统特点
目前,大容量柔性直流换流站的计算机监控系统类似电网交流输电系统变电站,在功能上都完全根据无人值班的技术要求来设计和建设,其网络结构如图1所示。
(1)柔性直流换流站的交/直流电气设备设置了全站统一的分层、分布式开放网络结构的计算机自动化监控系统,其由站控层、间隔层、网络设备构成。
(2)换流站计算机监控系统采用先进的网络通信技术统一组网并实现信息共享,站控层与间隔层设备间通过站控层LAN网络设备联接完成电气设备的信息传输。
(3)换流站计算机监控系统实现对换流站内交流场电气设备、直流场电气设备、站用电系统及全站辅助系统设备的遥测、遥信、遥调、遥控等远程监控功能。
(4)换流站控制及保护系统的二次设备均按无人值班模式配置,并采用IEC 61850国际标准通信规约接入换流站计算机监控系统网络。
(5)在送、受端换流站的站端和电网远方调度端都可远方实现对站内电气设备的遥测、遥信、遥调、遥控功能。
2 性能提升分析
2.1不足之处
目前,换流站计算机监控系统在已投产的各电压等级交流系统变电站中应用已较为稳定和成熟,并具备较高的可靠性,但是大容量柔性直流换流站的计算机监控技术同大容量柔性直流输电技术在智能电网中的应用一样,都还处于试点和起步阶段,其可靠性、稳定性还有待于实际工程的考验。同时,虽然柔性直流换流站计算机监控系统在功能上完全根据无人值班的技术要求来设计和建设,但是柔性直流换流站运行经验较少,每个柔性直流换流站需要配置多人进行监视、监控,无法在一个换流站主控室内完成对整个柔性直流输电系统送、受端换流站的整体远程监视、监控。
2.2提升措施
为增强大容量柔性直流换流站计算机监控系统的技术性能和功能,提出在其配置方案中增设LOC就地控制层设备。采用LOC就地控制层网络监控技术,构建换流站监控系统站LAN网瘫痪时控制保护系统的备用控制系统或设备检修时的就地操作控制系统,使大容量柔性直流输电系统运行更稳定可靠。同时,在点对点柔性直流输电系统中的两个直流换流站,采用柔性直流换流站计算机监控系统站LAN网延伸的站间监控模式技术方案,以提高对每个换流站实现无人值班功能电气设备的有效利用,并采用小集控模式来实现部分换流站的无人值班和对整个柔性直流系统的集控远程监视、监控等,从而提高系统运行监视的可靠性和完整性,以及大容量柔性直流换流站运维模式的灵活性和方便性。
3 LOC就地控制层
在大容量柔性直流换流站中,换流站计算机监控系统增加LOC就地控制层网络监控技术,以完善换流站计算机监控系统性能。增加LOC就地控制层设备后,换流站计算机监控系统网络结构如图2所示。
(1)在换流站二次设备室配置一套LOC就地控制层设备,包括LOC就地控制层工作站、就地控制层
LAN网网络设备,作为站控层站LAN网瘫痪时控制保护系统的备用控制系统或检修时的就地操作控制系统。
(2)交流场控制单元、直流场控制单元、站用电控制单元等计算机监控的间隔层二次设备通过独立于站控层站LAN网络的一个网络接口接入LOC就地控制层的网络交换机,与LOC就地控制层系统的工作站通信,便可实现对站内所有间隔层二次设备的就地监视、监控。
(3)LOC就地控制层工作站的显示器与站控层运行人员工作站的人机界面完全相同,LOC就地层控制系统提供一套硬切换开关来实现站控层运行人员控制系统与就地控制系统之间控制位置的转移,含就地联锁、就地解锁两个可选择的切换位置,为运行人员提供了方便、快捷的备用控制操作系统。
( 4)LOC就地层控制柜主要配置有就地控制层主计算机工作站、网络交换机和显示器,通过就地LAN网与相关的间隔层控制主机单元连接。LOC就地层控制系统网络按单网配置交换机,实现对换流站间隔层设备的就地控制。
柔性直流换流站计算机监控系统的LOC就地控制层网络监控技术,配置LOC就地控制层工作站、交换机等网络设备和实现控制位置转移的切换开关,利用换流站计算机监控系统间隔层设备一个独立网络接口,提供了换流站计算机监控系统站控层LAN网瘫痪、故障或设备检修时的备用控制操作模式,减少了站控层LAN网瘫痪、故障等带来的影响。同时,LOC就地控制层技术为大容量柔性直流换流站站LAN网设备检修提供了就地操作控制系统,以及灵活、方便、快捷的备用控制操作模式。