1、第 24 卷 第 2 期 2023 年 2 月 电 气 技 术 Electrical Engineering Vol.24 No.2Feb.2023 闽粤联网工程静止无功发生器-有源滤波器 故障退出事件分析及改进措施 陈明泉1,2（1.福建中试所电力调整试验有限责任公司，福州 350007；2.国网福建省电力有限公司电力科学研究院，福州 350007）摘要 背靠背闽粤联网直流输电工程是国家电网和南方电网联网的标志性工程，工程中静止无功发生器（SVG）-有源滤波器（APF）应用方案尚属国内常规直流工程中首次应用。本文针对闽粤联网工程初始投运阶段发生的一起 SVG-APF 故障退出事件，详细分析其
2、现象和原因，提出对SVG-APF 进、出暂态控制策略参数和 SVG-APF 暂态控制过程策略参数的优化方案，并在工程大负荷系统带电调试期间进行专项试验，试验结果验证了方案的可行性。关键词：闽粤联网；绝对最小滤波器；暂态模式；过电流保护 Analysis and improvement measures of static var generator-active power filter fault exit event in Fujian-Guangdong interconnection project CHEN Mingquan1,2(1.Fujian Zhongshisuo Elect
3、ric Power Testing&Commissiong Co.,Ltd,Fuzhou 350007;2.State Grid Fujian Electric Power Research Institute,Fuzhou 350007)Abstract The Fujian-Guangdong back-to-back HVDC transmission project is a landmark project for the interconnection of the state grid and the southern power grid.The static var gene
4、rator(SVG)-active power filter(APF)in the project is still the first application in domestic conventional HVDC projects.Based on an SVG-APF fault exit event during the initial operation of Fujian-Guangdong interconnection project,this paper analyzes the phenomenon and causes of the event in detail,a
5、nd puts forward optimization schemes for the parameters of SVG-APF incoming and outgoing transient state control strategy and SVG-APF transient state control process strategy.Special tests are carried out during the live heavy load commissioning of the project,and the test results verify the feasibi
6、lity of the optimization schemes.Keywords：Fujian-Guangdong interconnection;absolute minimum filter;transient mode;over current protection 0 引言 闽粤联网工程作为国家电力发展“十四五”规划重点建设项目1，是国家明确的基础设施补短板重点输变电工程，也是国家电网和南方电网联网的标志性工程。工程建成后，将成为自三峡广东500kV 直流工程 2004 年投运以来国家电网与南方电网的第二条互联通道2-7。闽粤联网工程采用常规直流背靠背双单元接线方式，直流额定电压为1
7、00kV，输送容量 2 000MW，每个单元两组 12 脉动换流器，包括整流器和逆变器各一组，粤侧 12 脉动换流器中点接地，具有双向功率输送能力，闽粤联网工程云霄换流站电气主接线如图 1 所示。闽粤联网工程首次在高压直流工程中应用动态自适应滤波技术，其中粤侧安装的静止无功发生器（static var generator,SVG）-有源滤波器（active power filter,APF）不仅可以补偿换流器产生的无功功率，减少换流站与交流系统的无功交换8，还可以在交流电2023 年 2 月 陈明泉 闽粤联网工程静止无功发生器-有源滤波器故障退出事件分析及改进措施 83 压升高或跌落时发出暂态
8、无功功率，维持系统电压，同时可以对换流站产生的低频次谐波进行补偿9。相比于无源滤波器和电容器组无功补偿装置，SVG-APF 具有无功功率连续平滑调节、响应速度快、动态无功输出、占地面积小等优点10-13，在直流输电领域具有广泛的应用前景。图 1 云霄换流站电气主接线 本文针对工程初始投运阶段发生的一起 SVG-APF 故障退出事件，详细分析事件现象和原因，提出改进方案，并在工程大负荷系统带电调试期间进行专项试验，以验证方案的可行性。1 SVG-APF 故障退出事件分析 1.1 SVG-APF 故障退出事件经过 1）SVG-APF1 故障退出事件经过 某日 01:0001:15，闽粤联网工程云霄
9、换流站在执行国调下发的直流功率输送计划曲线过程中，云霄换流站执行直流功率由 0MW 降至300MW 的操作，功率方向为广东至福建。SVG-APF1 故障退出事件报文见表 1，可知在 01:07:01.835，直流站控下发双单元解锁命令；01:07:04.156，直流站控下发SVG 投入命令；01:07:21.293，直流站控下发广东侧绝对最小滤波器组14投入命令；01:07:21.473，广东侧第三大组第三小组 5663 无源滤波器（BP11/13）投入；01:07:21.476，SVG-APF1 进入暂态模式；01:07:22.045，广东侧电压过高禁止投入滤波器；01:07:23.455，
10、单元 1 解锁；01:07:23.486，单元 2解锁；01:07:25.389，广东侧第二大组第三小组 5653无源滤波器（HP24/36）投入；01:07:27.990，广东侧 500kV 511B 降压变 CSC326 保护装置（四方继保）动作出口，SVG-APF1 故障退出。511B 降压变CSC326 保护装置报文见表 2。表 1 SVG-APF1 故障退出事件报文 报文时间 报文内容 01:07:01.835双单元解锁命令 01:07:04.156广东侧单元解锁顺控投入 SVG 01:07:21.293广东侧投入绝对最小滤波器组 01:07:21.4735663 断路器合位产生（B
11、P11/13 滤波器投入）01:07:21.476SVG-APF1 暂态模式产生 01:07:22.045广东侧电压过高禁止投入滤波器 01:07:23.455单元 1 福建侧极解锁状态 01:07:23.455单元 1 广东侧极解锁状态 01:07:23.486单元 2 福建侧极解锁状态 01:07:23.486单元 2 广东侧极解锁状态 01:07:25.213广东侧投入绝对最小滤波器组 01:07:25.3895653 断路器合位产生（HP24/36 滤波器投入）01:07:27.990广东侧 500kV 511B 降压变保护柜 B 保护动作 表 2 511B 降压变 CSC326 保护
12、装置报文 报文时间 报文内容 0ms 保护启动 2022-11-01 01:07:21.280 6700ms 中零流段 1 时限 3I0=0.129A 跳 ABC 相 84 电 气 技 术 第 24 卷 第 2 期 2）SVG-APF2 故障退出事件经过 在 SVG-APF1 故障退出后，01:07:28.023，SVG-APF2 进入暂态模式（SVG-APF2 由备用状态切换为主用状态），云霄换流站继续执行国调下发的直流功率输送计划曲线。SVG-APF2 故障退出事件报文见表 3，可知在 01:41:13.718，直流站控下发双单元功率降至300MW 命令；01:42:45.100，双单元功
13、率调节至国调下发的直流功率输送计划曲线目标值300MW；01:43:10.099，广东侧 500kV 512B 降压变 CSC326 保护装置（四方继保）动作出口，SVG-APF2 故障退出；01:43:10.181，双 SVG-APF不可用使直流站控的无功功率控制 QPC 功能自动投入。由于直流功率未超过 QPC 的功率限值1 400MW，因此双 SVG-APF 故障退出未造成换流站输送功率损失。512B 降压变 CSC326 保护装置报文见表 4。表 3 SVG-APF2 故障退出事件报文 报文时间 报文内容 01:41:13.718 功率升降释放命令 01:43:10.099 广东侧50
14、0kV 512B降压变保护柜B保护动作01:43:10.118 广东侧 500kV 512B 降压变保护柜 C 512B 降压变 35kV 侧操作箱第二组出口跳闸 01:43:10.174 广东侧两组 SVG-APF 均不可用 01:43:10.181 单元 1 广东侧 QPC 功能动作 01:43:10.182 单元 2 广东侧 QPC 功能动作 表 4 512B 降压变 CSC326 保护装置报文 报文时间 报文内容 0ms 保护启动 4 206ms 中零流段 1 时限 3I0=0.082A 跳 ABC 相2022-11-01 01:43:05.880 4 247ms 中零流段 2 时限
15、3I0=0.082A 跳 ABC 相 1.2 相关控制、保护策略及 SVG-APF 故障退出原因分析 1）直流站控无功控制策略 云霄换流站的两组 SVG-APF 一主一备，两组SVG-APF 均可用时，主机运行于恒无功控制模式，备机运行于恒无功控制模式或谐波补偿模式（可通过控制字投退），恒无功功率值受直流站控控制。文献15已对 SVG-APF 控制模式，包括恒无功控制模式、谐波补偿模式、恒电压控制模式、暂态快速无功补偿控制模式（下文简称“暂态模式”）和两台SVG-APF 间投退控制策略进行了详细介绍。除因工程在调试后期对 SVG-APF 的暂态模式新增部分功能外，其他本文不再赘述。2）SVG-
16、APF 暂态模式原理 高压暂态模式：当 SVG-APF 降压变的 500kV侧母线电压任一相幅值突变到 317.6kV 以上时，为主的 SVG-APF 三相进入高压暂态模式（三相分相控制）。控制目标为母线线电压在 545kV2.5kV 范围。母线三相相电压幅值均低于 310.6kV 且持续 10s 后退出暂态模式，恢复至稳态恒无功控制模式。SVG-APF 在进入稳态模式之前，即使母线三相相电压幅值均低于 288.7kV，也继续保持高压暂态模式。低压暂态模式：当 SVG-APF 降压变的 500kV侧母线电压任一相幅值跌落到 288.7kV 以下时，为主的 SVG-APF 三相进入低压暂态模式（三相分相控制）。控制目标为母线线电压在 505kV2.5kV 范围。母线三相相电压幅值均高于 295.6kV 且持续 10s 后退出暂态模式，恢复至稳态恒无功控制模式。SVG-APF 在进入稳态模式之前，即使母线三相相电压幅值均高于 317.6kV，也继续保持低压暂态模式。3）变压器保护的零序方向过电流保护原理 SVG-APF 降压变保护配置如图 2 所示。图 2 适用于 512B 降压变，512
