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【摘 要】 上海南汇柔性直流输电技术示范工程是国内首例柔性直流输电工程，目的是将上海南汇风电场发出的风电能源并入上海电网之内。本次柔性直流工程包括连接交流系统的两个换流站，南风换流站和书柔换流站。截止目前为止，南风换流站已完成了单站启动试验部分。本文就对南风换流站单站启动的试验结果进行了分析探讨。
【关键词】 柔性直流输电 换流阀 阀基控制 启动试验。
1 引言
这里介绍本次柔性直流第一阶段启动试验，即南风换流站单站启动试验，启动后以STATCOM方式运行。本次启动试验内容包括：（1）不带电顺控流程操作试验；（2）不带电跳闸试验；（3）柔性直流系统充电试验；（4）换流阀空载输出试验；（5）换流阀空载启动试验；（6）换流阀性能试验：定无功功率控制测试，定电压控制调节测试，运行发热试验，功率损耗试验；（7）换流阀试运行。
由于启动试验内容较多，本文着重讨论分析换流阀性能试验：定无功功率控制测试，定电压控制调节测试；换流阀试运行试验。
无功功率升到5MVar时，Iv为阀侧三相电流，UDCC_POS为直流正极电压，UDCC_NEG为直流负极电压，UDC为直流正负极之间的电压差，REACT_PWR为输出无功的波形。从录波的数值上，我们发现直流系统带负荷运行后出现正、负极电压不平衡，可以看到桥臂电流和阀侧三相电流幅值和相位都在不断发生变化，这是由于桥臂环流所引起的，电科院将在的控制中改进桥臂环流控制，环流控制为内部软件算法，无需增加额外硬件设施，将解决正、负极电压不平衡和桥臂环流问题，待第二阶段的试验再进行验证。
无功阶跃波形为2MVar返回至0MVar的波形，REACT_PWR为输出无功的波形，REA_PWR_ORD为发出的无功命令，响应时间小于20ms。
交流电压阶跃波形中U_OUT为网侧电压，UAC_T_ORD为网侧电压命令，响应时间符合性能要求。
发现问题及解决方案：
（1）在换流阀正常充电及解锁后，发现上下桥臂电流不平衡，C相上桥臂电流很小，经检查发现C相上桥臂有一个子模块电压偏高，进而导致整个桥臂电流很小，将此子模块旁路后问题消除。原因分析：该子模块上管IGBT模块故障，不能被触发，其进入只能充电不能放电的过程，因而子模块电压偏高。该桥臂电流负向时，子模块电容放电，但是由于上管IGBT不能开通，因而桥臂电流很小。但由于电容平衡控制，其电压不至于升得过高。解决方案：更换故障子模块。
（2）在试运行的过程中直流系统发生一次非正常跳闸（封阀及跳开接口变开关）。原因分析：由当时的故障波形以及SOE事件记录分析，跳闸的直接原因为直流过电压保护动作。但是从波形中，发现在发生过电压之前短时间内由于光CT的特性问题，桥臂电流波形在某一瞬间产生一个突变，导致桥臂过流保护动作短时封阀瞬间造成直流过电压。需要注意的是，桥臂过流保护动作后并不是直接向PCP申请跳闸，而是直接瞬时闭锁阀再解锁，设计时认为，如果系统不存在故障，仅是由于光CT特性问题或暂态过电流而导致过流保护动作，在短时封阀后再解锁，故障应当消失，就不再向PCP申请跳闸，若解锁之后故障仍然存在，才认为是真正的系统故障，再向PCP申请跳闸，永久闭锁阀，实际试验结果发现短时封阀会引起真正的直流过电压，直接跳闸。解决方案：过电压跳闸时间增加10ms延时（原本设计时要求过电压跳闸时间有10ms延时，但PCP内程序实际缺少这个延时，现已增加），并将数据信息记录发给光CT厂家技术人员，由厂家提出解决方案。
（3）试运行过程中B系统均有“从系统紧急故障”出现，阀停运后出现“严重故障/出现消失未复归”信号。原因分析：A系统为主系统，B系统为从系统，因所有控制指令由主系统发出，从系统接收子模块数据的读取长期运行过程中与主系统存在细微的差别，造成误报紧急故障报警。解决方案：更新主从机制，增加两个系统间的握手信号，使主从系统保证在同一时刻读取到子模块数据，从系统不会再误报紧急报警。
5 结语
随着控制功率和电压等级的提高，还会出现诸如进一步降低IGBT子模块损耗和数量，进一步改变拓扑结构等新型技术，柔性直流技术将越来越成熟，适用于实际应用。继电保护人员需要通过不断的学习和积累经验，提出各种新型试验方案和问题解决方案，从而让柔性直流稳定运行，提高可再生能源利用率。
参考文献：
屠卿瑞，徐政.多端直流系统关键技术概述[J].华东电力，2009（2）：268-271.
中国电力科学研究院中电普瑞电力工程有限公司，柔性直流输电原理[M].北京：中电普瑞电力工程有限公司，2011.
【关键词】 柔性直流输电 换流阀 阀基控制 启动试验。
1 引言
这里介绍本次柔性直流第一阶段启动试验，即南风换流站单站启动试验，启动后以STATCOM方式运行。本次启动试验内容包括：（1）不带电顺控流程操作试验；（2）不带电跳闸试验；（3）柔性直流系统充电试验；（4）换流阀空载输出试验；（5）换流阀空载启动试验；（6）换流阀性能试验：定无功功率控制测试，定电压控制调节测试，运行发热试验，功率损耗试验；（7）换流阀试运行。
由于启动试验内容较多，本文着重讨论分析换流阀性能试验：定无功功率控制测试，定电压控制调节测试；换流阀试运行试验。
2 定无功功率控制测试
（1）定无功升降试验；（2）定无功功率阶跃试验。无功功率升到5MVar时，Iv为阀侧三相电流，UDCC_POS为直流正极电压，UDCC_NEG为直流负极电压，UDC为直流正负极之间的电压差，REACT_PWR为输出无功的波形。从录波的数值上，我们发现直流系统带负荷运行后出现正、负极电压不平衡，可以看到桥臂电流和阀侧三相电流幅值和相位都在不断发生变化，这是由于桥臂环流所引起的，电科院将在的控制中改进桥臂环流控制，环流控制为内部软件算法，无需增加额外硬件设施，将解决正、负极电压不平衡和桥臂环流问题，待第二阶段的试验再进行验证。
无功阶跃波形为2MVar返回至0MVar的波形，REACT_PWR为输出无功的波形，REA_PWR_ORD为发出的无功命令，响应时间小于20ms。
3 定交流电压控制测试
（1）定交流电压升降试验；（2）定交流电压阶跃试验。交流电压阶跃波形中U_OUT为网侧电压，UAC_T_ORD为网侧电压命令，响应时间符合性能要求。
4 换流阀试运行
试验目的：让直流系统持续长时间运行，观察长时间运行所有设源于：论文提纲范文www.udooo.com
备是否正常工作，是否存在问题。运行方式：参照柔性直流系统性能试验，直流系统处于STATCOM方式，定直流电压及无功功率10小时；定直流电压及交流电压10小时。发现问题及解决方案：
（1）在换流阀正常充电及解锁后，发现上下桥臂电流不平衡，C相上桥臂电流很小，经检查发现C相上桥臂有一个子模块电压偏高，进而导致整个桥臂电流很小，将此子模块旁路后问题消除。原因分析：该子模块上管IGBT模块故障，不能被触发，其进入只能充电不能放电的过程，因而子模块电压偏高。该桥臂电流负向时，子模块电容放电，但是由于上管IGBT不能开通，因而桥臂电流很小。但由于电容平衡控制，其电压不至于升得过高。解决方案：更换故障子模块。
（2）在试运行的过程中直流系统发生一次非正常跳闸（封阀及跳开接口变开关）。原因分析：由当时的故障波形以及SOE事件记录分析，跳闸的直接原因为直流过电压保护动作。但是从波形中，发现在发生过电压之前短时间内由于光CT的特性问题，桥臂电流波形在某一瞬间产生一个突变，导致桥臂过流保护动作短时封阀瞬间造成直流过电压。需要注意的是，桥臂过流保护动作后并不是直接向PCP申请跳闸，而是直接瞬时闭锁阀再解锁，设计时认为，如果系统不存在故障，仅是由于光CT特性问题或暂态过电流而导致过流保护动作，在短时封阀后再解锁，故障应当消失，就不再向PCP申请跳闸，若解锁之后故障仍然存在，才认为是真正的系统故障，再向PCP申请跳闸，永久闭锁阀，实际试验结果发现短时封阀会引起真正的直流过电压，直接跳闸。解决方案：过电压跳闸时间增加10ms延时（原本设计时要求过电压跳闸时间有10ms延时，但PCP内程序实际缺少这个延时，现已增加），并将数据信息记录发给光CT厂家技术人员，由厂家提出解决方案。
（3）试运行过程中B系统均有“从系统紧急故障”出现，阀停运后出现“严重故障/出现消失未复归”信号。原因分析：A系统为主系统，B系统为从系统，因所有控制指令由主系统发出，从系统接收子模块数据的读取长期运行过程中与主系统存在细微的差别，造成误报紧急故障报警。解决方案：更新主从机制，增加两个系统间的握手信号，使主从系统保证在同一时刻读取到子模块数据，从系统不会再误报紧急报警。
5 结语
随着控制功率和电压等级的提高，还会出现诸如进一步降低IGBT子模块损耗和数量，进一步改变拓扑结构等新型技术，柔性直流技术将越来越成熟，适用于实际应用。继电保护人员需要通过不断的学习和积累经验，提出各种新型试验方案和问题解决方案，从而让柔性直流稳定运行，提高可再生能源利用率。
参考文献：
屠卿瑞，徐政.多端直流系统关键技术概述[J].华东电力，2009（2）：268-271.
中国电力科学研究院中电普瑞电力工程有限公司，柔性直流输电原理[M].北京：中电普瑞电力工程有限公司，2011.