本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，直流輸電技術(shù)已經(jīng)較為常見。相比于高壓交流輸電，高壓直流輸電的線路造價(jià)更低，功率損耗更小，更適合超遠(yuǎn)距離的大容量電能輸送。

直流輸電距離遠(yuǎn)、輸電容量大的特點(diǎn)會(huì)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)不佳，將會(huì)導(dǎo)致直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定甚至停運(yùn)，從而會(huì)對(duì)直流輸電兩端的交流電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至發(fā)生大規(guī)模停電事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

在直流輸電系統(tǒng)中，尤其是雙極四閥組直流輸電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，內(nèi)部設(shè)備或裝置繁多，由于每一個(gè)設(shè)備或裝置的可靠性不可能達(dá)到百分百，為了保證直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，提出一種高可靠性的直流控制保護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法及系統(tǒng)，旨在提供一種具有高可靠性的保護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：站層的第一站控制裝置，極層的第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置、第一極2控制裝置以及第一極2保護(hù)裝置，閥層的第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置、第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置、第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置、第一極2閥2控制裝置以及第一極2閥2保護(hù)裝置；

所述第一站控制裝置通過第一極1控制總線分別與所述第一極1控制裝置、所述第一極1保護(hù)裝置連接，通過第一極2控制總線分別與所述第一極2控制裝置、所述第一極2保護(hù)裝置連接；

所述第一極1控制裝置通過第一極1閥1控制總線分別與所述第一極1閥1控制裝置、所述第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第一極1閥2控制總線分別與所述第一極1閥2控制裝置、所述第一極1閥2保護(hù)裝置連接；

所述第一極2控制裝置通過第一極2閥1控制總線分別與所述第一極2閥1控制裝置、所述第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第一極2閥2控制總線分別與所述第一極2閥2控制裝置、所述第一極2閥2保護(hù)裝置連接；

所述第一極1閥1控制裝置與第一換流閥連接，所述第一極1閥2控制裝置與第二換流閥連接，所述第一極2閥1控制裝置與第三換流閥連接，所述第一極2閥2控制裝置與第四換流閥連接。

可選的，所述第一站控制裝置通過第二極1控制總線分別與所述第一極1控制裝置、所述第一極1保護(hù)裝置連接，通過第二極2控制總線分別與所述第一極2控制裝置、所述第一極2保護(hù)裝置連接；

所述第一極1控制裝置通過第二極1閥1控制總線分別與所述第一極1閥1控制裝置、所述第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與所述第一極1閥2控制裝置、所述第一極1閥2保護(hù)裝置連接；

所述第一極2控制裝置通過第二極2閥1控制總線分別與所述第一極2閥1控制裝置、所述第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極2閥2控制總線分別與所述第一極2閥2控制裝置、所述第一極2閥2保護(hù)裝置連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：站層的第二站控制裝置，所述第一站控制裝置分別通過第一站控制裝置互通總線、第二站控制裝置互通總線與第二站控制裝置連接，其中：

所述第二站控制裝置通過第一極1控制總線分別與所述第一極1控制裝置、所述第一極1保護(hù)裝置連接，通過第一極2控制總線分別與所述第一極2控制裝置、所述第一極2保護(hù)裝置連接；通過第二極1控制總線分別與所述第一極1控制裝置、所述第一極1保護(hù)裝置連接，通過第二極2控制總線分別與所述第一極2控制裝置、所述第一極2保護(hù)裝置連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：極層的第二極1控制裝置、第二極1保護(hù)裝置、第二極2控制裝置以及第二極2保護(hù)裝置，所述第一極1控制裝置分別通過第一極1控制裝置互通總線、第二極1控制裝置互通總線與第二極1控制裝置連接，所述第一極2控制裝置分別通過第一極2控制裝置互通總線、第二極2控制裝置互通總線與第二極2控制裝置連接；其中：

所述第二極1控制裝置通過第一極1控制總線分別與所述第一站控制裝置、所述第二站控制裝置連接，通過第二極1控制總線分別與所述第一站控制裝置、所述第二站控制裝置連接；通過第一極1閥1控制總線分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極1閥1控制總線分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接；通過第一極1閥2控制總線分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接；

所述第二極1保護(hù)裝置通過第一極1控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極1控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接；

所述第二極2控制裝置通過第一極2控制總線分別與所述第一站控制裝置、所述第二站控制裝置連接，通過第二極2控制總線分別與所述第一站控制裝置、所述第二站控制裝置連接；通過第一極2閥1控制總線分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極2閥1控制總線分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接；通過第一極2閥2控制總線分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接，通過第二極2閥2控制總線分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接；

所述第二極2保護(hù)裝置通過第一極2控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極2控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：閥層的第二極1閥1控制裝置、第二極1閥1保護(hù)裝置、第二極1閥2控制裝置、第二極1閥2保護(hù)裝置、第二極2閥1控制裝置、第二極2閥1保護(hù)裝置、第二極2閥2控制裝置以及第二極2閥2保護(hù)裝置；所述第一極1閥1控制裝置分別通過第一極1閥1控制裝置互通總線、第二極1閥1控制裝置互通總線與所述第二極1閥1控制裝置連接；所述第一極1閥2控制裝置分別通過第一極1閥2控制裝置互通總線、第二極1閥2控制裝置互通總線與所述第二極1閥2控制裝置連接；所述第一極2閥1控制裝置分別通過第一極2閥1控制裝置互通總線、第二極2閥1控制裝置互通總線與所述第二極2閥1控制裝置連接；所述第一極2閥2控制裝置分別通過第一極2閥2控制裝置互通總線、第二極2閥2控制裝置互通總線與所述第二極2閥2控制裝置連接；其中：

第二極1閥1控制裝置通過第一極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接；

第二極1閥1保護(hù)裝置通過第一極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接；

第二極1閥2控制裝置通過第一極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接；

第二極1閥2保護(hù)裝置通過第一極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接；

第二極2閥1控制裝置通過第一極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接；

第二極2閥1保護(hù)裝置通過第一極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接；

第二極2閥2控制裝置通過第一極2閥2控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥2控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接；

第二極2閥2保護(hù)裝置通過第一極2閥2控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥2控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接；

所述第二極1閥1控制裝置與所述第一換流閥連接，所述第二極1閥2控制裝置與所述第二換流閥連接，所述第二極2閥1控制裝置與所述第三換流閥連接，所述第二極2閥2控制裝置與所述第四換流閥連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：極層的第三極1保護(hù)裝置以及第三極2保護(hù)裝置，其中：

所述第三極1保護(hù)裝置通過第一極1控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極1控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接；

所述第三極2保護(hù)裝置通過第一極2控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極2控制總線分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：閥層的第三極1閥1保護(hù)裝置、第三極1閥2保護(hù)裝置、第三極2閥1保護(hù)裝置以及第三極2閥2保護(hù)裝置，其中：

第三極1閥1保護(hù)裝置通過第一極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接；

第三極1閥2保護(hù)裝置通過第一極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接；

第三極2閥1保護(hù)裝置通過第一極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接；

第三極2閥2保護(hù)裝置通過第一極2閥2控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥2控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，應(yīng)用于第一方面所述的控制保護(hù)系統(tǒng)，所述方法包括：

站控制裝置將雙極總功率分別發(fā)送至極1控制裝置和極2控制裝置，并從極1控制裝置和極2控制裝置確定出主極控制裝置，另一個(gè)作為從極控制裝置；

主極控制裝置根據(jù)雙極總功率分別計(jì)算出極1的功率值和電流值以及極2的功率值和電流值，并將所述極1的功率值和電流值發(fā)送至極1控制裝置，將所述極2的功率值和電流值發(fā)送至極2控制裝置；

極1控制裝置將極1的電流值分別發(fā)送至極1閥1控制裝置、極1閥1控制裝置，同時(shí)極2控制裝置將極2的電流值分別發(fā)送至極1閥1控制裝置、極1閥1控制裝置；

極1閥1控制裝置根據(jù)所述極1的電流值調(diào)節(jié)第一換流變壓器檔位和第一換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極1閥2控制裝置根據(jù)所述極1的電流值調(diào)節(jié)第二換流變壓器檔位和第二換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極2閥1控制裝置根據(jù)所述極2的電流值調(diào)節(jié)第三換流變壓器檔位和第三換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極2閥2控制裝置根據(jù)所述極2的電流值調(diào)節(jié)第四換流變壓器檔位和第四換流閥脈沖觸發(fā)角。

本發(fā)明實(shí)施例提供的直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：站層的第一站控制裝置，極層的第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置、第一極2控制裝置以及第一極2保護(hù)裝置，閥層的第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置、第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置、第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置、第一極2閥2控制裝置以及第一極2閥2保護(hù)裝置；第一站控制裝置通過第一極1控制總線分別與第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置連接，通過第一極2控制總線分別與第一極2控制裝置、第一極2保護(hù)裝置連接；第一極1控制裝置通過第一極1閥1控制總線分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第一極1閥2控制總線分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接；第一極2控制裝置通過第一極2閥1控制總線分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第一極2閥2控制總線分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接；第一極1閥1控制裝置與第一換流閥連接，第一極1閥2控制裝置與第二換流閥連接，第一極2閥1控制裝置與第三換流閥連接，第一極2閥2控制裝置與第四換流閥連接。通過該系統(tǒng)中的三個(gè)層次的分布，使得系統(tǒng)的復(fù)雜性降低，此外該系統(tǒng)中通過站層與極層通信，極層與閥層通信，這樣一級(jí)一級(jí)的控制使得直流輸電系統(tǒng)能夠正常且安全運(yùn)行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的組成框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的組成框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的組成框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的組成框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的組成框圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的組成框圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了便于清楚描述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對(duì)功能或作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不對(duì)數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：站層的第一站控制裝置，極層的第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置、第一極2控制裝置以及第一極2保護(hù)裝置，閥層的第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置、第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置、第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置、第一極2閥2控制裝置以及第一極2閥2保護(hù)裝置。

第一站控制裝置通過第一極1控制總線分別與第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置連接，通過第一極2控制總線分別與第一極2控制裝置、第一極2保護(hù)裝置連接。

第一極1控制裝置通過第一極1閥1控制總線分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第一極1閥2控制總線分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接。

第一極2控制裝置通過第一極2閥1控制總線分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第一極2閥2控制總線分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接。

第一極1閥1控制裝置與第一換流閥及第一換流變壓器連接，第一極1閥2控制裝置與第二換流閥及第二換流變壓器連接，第一極2閥1控制裝置與第三換流閥及第三換流變壓器連接，第一極2閥2控制裝置與第四換流閥及第四換流變壓器連接。

本方案中提供的直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)，三層次的裝置中，站層與極層通信，極層與閥層通信，通過三個(gè)層次的設(shè)置，使得系統(tǒng)的復(fù)雜性降低。

進(jìn)一步可選的，為了避免站層與極層間的線路出問題所導(dǎo)致極層和站層間的裝置無法通信以及極層與閥層間的線路出問題所導(dǎo)致極層和閥層間的裝置無法通信，本方案中通過增加第二極1控制總線11、第二極2控制總線12、第二極1閥1控制總線21a、第二極1閥2控制總線21b、第二極2閥1控制總線22a以及第二極2閥2控制總線22b來使得當(dāng)?shù)谝豢刂瓶偩€出問題時(shí)，不影響裝置間的通信，提高了系統(tǒng)的可靠性。

如圖2所示，上述的第一站控制裝置通過第二極1控制總線11分別與第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置連接，通過第二極2控制總線分別與第一極2控制裝置、第一極2保護(hù)裝置連接。

第一極1控制裝置通過第二極1閥1控制總線21a分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極1閥2控制總線21b分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接。

第一極2控制裝置通過第二極2閥1控制總線22a分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極2閥2控制總線22b分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接。

示例性的，本方案中通過增加第二極1控制總線、第二2控制總線、第二極1閥1控制總線、第二極1閥2控制總線、第二極2閥1控制總線以及第二極2閥2控制總線，使得該系統(tǒng)中的裝置間均有兩套冗余光纖lan網(wǎng)線路，每套線路都是全雙工，可以同時(shí)互傳信號(hào)，冗余機(jī)制是類似的。

正常情況下，第一線路為正常狀態(tài)，第二線路為備用狀態(tài)，線路兩端的裝置在互相通信，均帶有規(guī)律的心跳信號(hào)。正常情況下，發(fā)送裝置始終往第一線路、第二線路發(fā)送相同的信號(hào)。接收裝置接收第一線路的信號(hào)，忽略第二線路的信號(hào)，若其檢測(cè)到一段時(shí)間未收到通過第一線路的心跳信號(hào)，則認(rèn)為第一線路往自己傳遞信號(hào)的通路出了問題，則其往第一線路、第二線路同時(shí)發(fā)送“第一線路故障，請(qǐng)求切換”的信號(hào)，且同時(shí)將自己改為接收第二線路、忽略第一線路的模式。而當(dāng)發(fā)送裝置本身作為接收裝置收到“第一線路故障，請(qǐng)求切換”的信號(hào)，又或者檢測(cè)到一段時(shí)間未收到來自第一線路的心跳信號(hào)，則認(rèn)為第一線路出了問題，也發(fā)出“第一線路故障，請(qǐng)求切換”的信號(hào)，且同時(shí)將自己改為接收第二線路、忽略第一線路的模式。至此，兩套互相通信的裝置會(huì)在短時(shí)間內(nèi)均切換到第二線路繼續(xù)通信，而且線路中上層控制裝置會(huì)上報(bào)此事件最終給hmi顯示，以通知運(yùn)行人員修理。

為了避免站層的站控制裝置出現(xiàn)故障所導(dǎo)致站層與極層的通信受影響，通過在站層進(jìn)行冗余設(shè)備，增加第二站控制裝置，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步可選的，如圖3所示，該系統(tǒng)還包括：站層的第二站控制裝置，第一站控制裝置分別通過第一站控制裝置互通總線、第二站控制裝置互通總線與第二站控制裝置連接，其中：

第二站控制裝置通過第一極1控制總線11'分別與第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置連接，通過第一極2控制總線12'分別與第一極2控制裝置、第一極2保護(hù)裝置連接；通過第二極1控制總線11分別與第一極1控制裝置、第一極1保護(hù)裝置連接，通過第二極2控制總線12分別與第一極2控制裝置、第一極2保護(hù)裝置連接。

示例性的，該系統(tǒng)中包括完全冗余的第一站控制裝置和第二站控制裝置，每個(gè)都可以獨(dú)立給極1控制裝置和極2控制裝置下發(fā)指令。該相互冗余的裝置中一個(gè)為正常運(yùn)行狀態(tài)(例如，第一站控制裝置)，另一個(gè)為可隨時(shí)切換的備用狀態(tài)(例如，第二站控制裝置)；當(dāng)正常運(yùn)行狀態(tài)的第一站控制裝置監(jiān)視到自身發(fā)生故障時(shí)，會(huì)發(fā)出切換站控制裝置信號(hào)，將備用狀態(tài)的第二站控制裝置切換為正常運(yùn)行狀態(tài)。通過以上措施，保證系統(tǒng)中總有一臺(tái)站控制裝置在正常運(yùn)行，從而提高系統(tǒng)可靠性。

為了避免極層的控制裝置和保護(hù)裝置出現(xiàn)故障所導(dǎo)致站層與極層的通信、極層與閥層的通信受影響，通過在極層進(jìn)行冗余備份，增加第二極1控制裝置、第二極1保護(hù)裝置、第二極2控制裝置以及第二極2保護(hù)裝置，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步可選的，如圖4所示，該系統(tǒng)還包括：極層的第二極1控制裝置、第二極1保護(hù)裝置、第二極2控制裝置以及第二極2保護(hù)裝置，第一極1控制裝置分別通過第一極1控制裝置互通總線、第二極1控制裝置互通總線與第二極1控制裝置連接，第一極2控制裝置分別通過第一極2控制裝置互通總線、第二極2控制裝置互通總線與第二極2控制裝置連接；其中：

第二極1控制裝置通過第一極1控制總線11'分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極1控制總線11分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接；通過第一極1閥1控制總線21a'分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極1閥121a控制總線分別與第一極1閥1控制裝置、第一極1閥1保護(hù)裝置連接；通過第一極1閥2控制總線21b'分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接，通過第二極1閥2控制總線21b分別與第一極1閥2控制裝置、第一極1閥2保護(hù)裝置連接。

第二極1保護(hù)裝置通過第一極1控制總線11'分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極1控制總線11分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接。

第二極2控制裝置通過第一極2控制總線12'分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極2控制總線12分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接；通過第一極2閥1控制總線22a'分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接，通過第二極2閥1控制總線22a分別與第一極2閥1控制裝置、第一極2閥1保護(hù)裝置連接；通過第一極2閥2控制總線22b'分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接，通過第二極2閥2控制總線22b分別與第一極2閥2控制裝置、第一極2閥2保護(hù)裝置連接。

第二極2保護(hù)裝置通過第一極2控制總線12'分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極2控制總線12分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接。

示例性的，該系統(tǒng)中包括完全冗余第一極1控制裝置和第二極1控制裝置，每個(gè)都可以獨(dú)立給極1閥1控住裝置和極1閥2控制裝置下發(fā)指令。該相互冗余的裝置中一個(gè)為正常運(yùn)行狀態(tài)(例如，第一極1控制裝置)，另一個(gè)為可隨時(shí)切換的備用狀態(tài)(例如，第二極1控制裝置)；當(dāng)正常運(yùn)行狀態(tài)的第一極1控制裝置監(jiān)視到自身發(fā)生故障時(shí)，會(huì)發(fā)出切換極控制裝置信號(hào)，將備用狀態(tài)的第二極1控制裝置切換為正常運(yùn)行狀態(tài)。通過以上措施，保證系統(tǒng)中總有一臺(tái)極控制裝置在正常運(yùn)行，從而提高系統(tǒng)可靠性。

需要說明的是，對(duì)于系統(tǒng)中的相互冗余的第一極2控制裝置和第二極2控制裝置的切換原理與上述相同，這里不再贅述，具體可以參照上文的描述過程。

為了避免閥層的控制裝置和保護(hù)裝置出現(xiàn)故障所導(dǎo)致閥層與極層的通信受影響，通過在閥層進(jìn)行冗余備份，增加第二極1閥1控制裝置、第二極1閥1保護(hù)裝置、第二極1閥2控制裝置、第二極1閥2保護(hù)裝置、第二極2閥1控制裝置、第二極2閥1保護(hù)裝置、第二極2閥2控制裝置以及第二極2閥2保護(hù)裝置，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步可選的，如圖5所示，該系統(tǒng)還包括：閥層的第二極1閥1控制裝置、第二極1閥1保護(hù)裝置、第二極1閥2控制裝置、第二極1閥2保護(hù)裝置、第二極2閥1控制裝置、第二極2閥1保護(hù)裝置、第二極2閥2控制裝置以及第二極2閥2保護(hù)裝置；第一極1閥1控制裝置分別通過第一極1閥1控制裝置互通總線、第二極1閥1控制裝置互通總線與第二極1閥1控制裝置連接；第一極1閥2控制裝置分別通過第一極1閥2控制裝置互通總線、第二極1閥2控制裝置互通總線與第二極1閥2控制裝置連接；第一極2閥1控制裝置分別通過第一極2閥1控制裝置互通總線、第二極2閥1控制裝置互通總線與第二極2閥1控制裝置連接；第一極2閥2控制裝置分別通過第一極2閥2控制裝置互通總線、第二極2閥2控制裝置互通總線與第二極2閥2控制裝置連接；其中：

第二極1閥1控制裝置通過第一極1閥1控制總線21a'分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接。

第二極1閥1保護(hù)裝置通過第一極1閥1控制總線21a'分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥1控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接。

第二極1閥2控制裝置通過第一極1閥2控制總線21b'分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接。

第二極1閥2保護(hù)裝置通過第一極1閥2控制總線21b'分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥2控制總線分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接。

第二極2閥1控制裝置通過第一極2閥1控制總線22a'分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

第二極2閥1保護(hù)裝置通過第一極2閥1控制總線22a'分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥1控制總線分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

第二極2閥2控制裝置通過第一極2閥2控制總線22b'分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥2控制總線22b分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

第二極2閥2保護(hù)裝置通過第一極2閥2控制總線22b'分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥2控制總線22b分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

第二極1閥1控制裝置與第一換流閥及第一換流變壓器連接，第二極1閥2控制裝置與第二換流閥及第二換流變壓器連接，第二極2閥1控制裝置與第三換流閥及第三換流變壓器連接，第二極2閥2控制裝置與第四換流閥及第四換流變壓器連接。

示例性的，該系統(tǒng)中包括完全冗余的第一極1閥1控制裝置和第二極1閥1控制裝置，可以給極1閥1對(duì)應(yīng)的換流閥下發(fā)指定觸發(fā)角的脈沖信號(hào)，給相應(yīng)開關(guān)刀閘下發(fā)控制信號(hào)，兩套冗余裝置一個(gè)為正常運(yùn)行狀態(tài)，另一個(gè)為備用狀態(tài)，正常運(yùn)行狀態(tài)的一套會(huì)監(jiān)視自身狀態(tài)，在發(fā)生故障時(shí)發(fā)出切換系統(tǒng)命令，將處于備用狀態(tài)的裝置改為正常運(yùn)行狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)可靠性。

需要說明的是，該系統(tǒng)中均包含相互冗余的第一極1閥2控制裝置、第二極1閥2控制裝置，相互冗余的第一極2閥1控制裝置、第二極2閥1控制裝置，以及相互冗余的第一極2閥2控制裝置、第二極2閥2控制裝置，這些均與極1閥1控制裝置的功能一樣，工作原理類似，這里不再贅述，具體可以參照上文。

優(yōu)選的，如圖6所示，該系統(tǒng)還包括：極層的第三極1保護(hù)裝置以及第三極2保護(hù)裝置，其中：

第三極1保護(hù)裝置通過第一極1控制總線11'分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極1控制總線11分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接。

第三極2保護(hù)裝置通過第一極2控制總線12'分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接，通過第二極2控制總線12分別與第一站控制裝置、第二站控制裝置連接。

基于上述所描述的圖5或圖6對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，該系統(tǒng)還包括：閥層的第三極1閥1保護(hù)裝置、第三極1閥2保護(hù)裝置、第三極2閥1保護(hù)裝置以及第三極2閥2保護(hù)裝置，這里以圖6為例，參照?qǐng)D6，其中：

第三極1閥1保護(hù)裝置通過第一極1閥1控制總線21a'分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥1控制總線21a分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接。

第三極1閥2保護(hù)裝置通過第一極1閥2控制總線21b'分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接，通過第二極1閥2控制總線21b分別與第一極1控制裝置、第二極1控制裝置連接。

第三極2閥1保護(hù)裝置通過第一極2閥1控制總線22a'分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥1控制總線22a分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

第三極2閥2保護(hù)裝置通過第一極2閥2控制總線22b'分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接，通過第二極2閥2控制總線22b分別與第一極2控制裝置、第二極2控制裝置連接。

優(yōu)選的，上述的極層的保護(hù)裝置分為完全相同的三套冗余裝置，以極1為例，該極1的保護(hù)裝置包括第一極1保護(hù)裝置、第二極1保護(hù)裝置以及第三極1保護(hù)裝置，這三套保護(hù)裝置，均與極1控制裝置進(jìn)行通信，傳輸保護(hù)動(dòng)作數(shù)字量信號(hào)。三套保護(hù)裝置中有兩套相同類型保護(hù)動(dòng)作被判定為正確的動(dòng)作行為，才允許通過極1控制裝置出口閉鎖或直接控制開關(guān)跳閘，以保證可靠性和安全性，此邏輯稱為三取二邏輯。此外，當(dāng)三套保護(hù)裝置中有一套保護(hù)因故退出運(yùn)行后，采取二取一保護(hù)邏輯；當(dāng)三套保護(hù)裝置中有兩套保護(hù)因故退出運(yùn)行后，采取一取一保護(hù)邏輯；當(dāng)三套保護(hù)裝置全部因故退出運(yùn)行后，極1閉鎖停運(yùn)。

需要說明的是，對(duì)于極2中的保護(hù)裝置在運(yùn)行時(shí)采取的措施與極1中的相同，具體內(nèi)容可以參考上文，這里不再贅述。

優(yōu)選的，上述的閥層的保護(hù)裝置分為完全相同的三套冗余裝置，以極1閥1為例，該極1閥1的保護(hù)裝置包括第一極1閥1保護(hù)裝置、第二極1閥1保護(hù)裝置以及第三極1閥1保護(hù)裝置，這三套保護(hù)裝置，均與極1閥1控制裝置進(jìn)行通信，傳輸保護(hù)動(dòng)作數(shù)字量信號(hào)。三套保護(hù)裝置中有兩套相同類型保護(hù)動(dòng)作被判定為正確的動(dòng)作行為，才允許通過極1控制裝置出口閉鎖或直接控制斷路器跳閘，以保證可靠性和安全性，此邏輯稱為三取二邏輯。此外(當(dāng)三套保護(hù)裝置中有一套保護(hù)因故退出運(yùn)行后，采取二取一保護(hù)邏輯；當(dāng)三套保護(hù)裝置中有兩套保護(hù)因故退出運(yùn)行后，采取一取一保護(hù)邏輯；當(dāng)三套保護(hù)裝置全部因故退出運(yùn)行后，極1閥1閉鎖停運(yùn)。

需要說明的是，對(duì)于極1閥2保護(hù)裝置、極2閥1保護(hù)裝置以及極2閥2保護(hù)裝置這三者在運(yùn)行時(shí)采取的措施與極1閥1保護(hù)裝置相同，具體內(nèi)容可以參考上文，這里不再贅述。

下面將基于圖1對(duì)應(yīng)的直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施例中的相關(guān)描述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法進(jìn)行介紹。以下實(shí)施例中與上述實(shí)施例相關(guān)的技術(shù)術(shù)語、概念等的說明可以參照上述的實(shí)施例，這里不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，應(yīng)用于上文所述的控制保護(hù)系統(tǒng)，如圖7所示，該方法包括：

301、站控制裝置將雙極總功率分別發(fā)送至極1控制裝置和極2控制裝置，并從極1控制裝置和極2控制裝置確定出主極控制裝置，另一個(gè)作為從極控制裝置。

302主極控制裝置根據(jù)雙極總功率分別計(jì)算出極1的功率值和電流值以及極2的功率值和電流值，并將極1的功率值和電流值發(fā)送至極1控制裝置，將極2的功率值和電流值發(fā)送至極2控制裝置。

303、極1控制裝置將極1的電流值分別發(fā)送至極1閥1控制裝置、極1閥2控制裝置，同時(shí)極2控制裝置將極2的電流值分別發(fā)送至極2閥1控制裝置、極2閥2控制裝置。

304、極1閥1控制裝置根據(jù)極1的電流值調(diào)節(jié)第一換流變壓器檔位和第一換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極1閥2控制裝置根據(jù)極1的電流值調(diào)節(jié)第二換流變壓器檔位和第二換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極2閥1控制裝置根據(jù)極2的電流值調(diào)節(jié)第三換流變壓器檔位和第三換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極2閥2控制裝置根據(jù)極2的電流值調(diào)節(jié)第四換流變壓器檔位和第四換流閥脈沖觸發(fā)角。

下面將基于上述的步驟301)304的對(duì)該方法作詳細(xì)的描述。

示例性的，上述的直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)從停運(yùn)到啟動(dòng)需要經(jīng)歷以下幾個(gè)過程：

（1）停運(yùn)時(shí)，絕大部分開關(guān)刀閘都是斷開的，若要啟動(dòng)系統(tǒng)，第一步是閉合必要的開關(guān)刀閘，需要由控制系統(tǒng)來完成各個(gè)開關(guān)刀閘的閉合操作，使系統(tǒng)具備啟動(dòng)條件。

開關(guān)刀閘按區(qū)域分為雙極區(qū)、極區(qū)和閥區(qū)，其中站控制裝置來控制雙極區(qū)和極區(qū)的開關(guān)刀閘、閥控制裝置來控制閥區(qū)的開關(guān)刀閘。這有一個(gè)說明，很容易想到從簡(jiǎn)化系統(tǒng)角度來說，可以由站控制裝置來控制全站雙極區(qū)、極區(qū)、閥區(qū)的開關(guān)刀閘，但是閥區(qū)的開關(guān)刀閘需要與閥控制裝置控制脈沖等功能進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)控制，若閥區(qū)開關(guān)刀閘放在閥區(qū)則會(huì)有閥控制裝置到站控制裝置的通信延時(shí)，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

綜上，停運(yùn)到啟動(dòng)前，需要運(yùn)行人員通過操作人機(jī)接口軟件（hmi）給站控制裝置和閥控制裝置下發(fā)開關(guān)刀閘閉合指令，使相關(guān)開關(guān)刀閘都正確閉合。

（2）開關(guān)刀閘都正確閉合后，系統(tǒng)連接處于正常狀態(tài)，此時(shí)運(yùn)行人員通過操作人機(jī)接口軟件（hmi）依次給站控制裝置發(fā)送雙極總功率和運(yùn)行啟動(dòng)指令，站控制裝置下發(fā)雙極總功率p給極1控制裝置和極2控制裝置，同時(shí)下發(fā)指令，決定某一個(gè)極（例如極1）作為主控極（主控極可以在自身故障時(shí)切換到另一個(gè)極），極1根據(jù)雙極總功率p，先產(chǎn)生一個(gè)以0為起點(diǎn)，p為終點(diǎn)的以一定速率緩慢上升的雙極總功率p’。p’和極1極2測(cè)量得到的運(yùn)行電壓u1、u2，按照以下方程組求出p1和p2以及i1和i2，示例性的，該方程組為：

p’＝p1+p2

i1＝p1/u1

i2＝p2/u2

i1＝i2

然后，作為主控極的極1給自己發(fā)送功率值p1和電流值i1，并給極2發(fā)送功率值p2和電流值i2。

全過程中，站控制裝置通過極1控制總線可以從極1控制裝置、通過極2控制總線可以從極2控制裝置，監(jiān)視極1和極2的電壓、電流、功率等幾乎所有變量情況。

（3）以極1為例（極2類似），極1控制裝置下發(fā)電流指令i1給對(duì)應(yīng)的極1閥1控制裝置和極1閥2控制裝置，極1閥1控制裝置和極1閥2控制裝置會(huì)根據(jù)控制策略調(diào)整對(duì)應(yīng)換流變壓器檔位和換流閥脈沖觸發(fā)角，從而直接控制運(yùn)行的直流電流。

對(duì)于換流變壓器檔位和換流閥脈沖觸發(fā)角的控制方法如下：

當(dāng)檢測(cè)到實(shí)際電流i大于發(fā)送的電流值i1時(shí)，閥控制裝置會(huì)增大觸發(fā)角來減小實(shí)際電流i，若觸發(fā)角即將超過上限，則閥控制裝置會(huì)將換流變壓器檔位調(diào)高一檔，同時(shí)將觸發(fā)角相應(yīng)降低到一個(gè)較低值；當(dāng)檢測(cè)到實(shí)際電流i小于發(fā)送的電流值i1時(shí)，閥控制裝置會(huì)減小觸發(fā)角來增大實(shí)際電流i，若觸發(fā)角即將超過下限，則閥控制裝置會(huì)將換流變壓器檔位調(diào)低一檔，同時(shí)將觸發(fā)角相應(yīng)升高到一個(gè)較高值。

全過程中，極1控制裝置通過極1閥1控制總線和極1閥2控制總線可以從極1閥1控制裝置和極1閥2控制裝置中(監(jiān)視極1閥1和極1閥2的幾乎所有變量情況。

（4）停止運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員通過人機(jī)接口軟件（hmi）給站控制裝置下達(dá)停機(jī)命令，站控制裝置會(huì)產(chǎn)生一個(gè)以原雙極總功率p為起點(diǎn)以10％p為終點(diǎn)的以一定速率緩慢下降的新雙極總功率指令p’，按照類似上述步驟（2）和（3）的說明，極層的控制裝置和閥層的控制裝置分別發(fā)揮作用，最終控制雙極電流均降低為10％p對(duì)應(yīng)的電流，閥層控制裝置斷開閥區(qū)開關(guān)刀閘同時(shí)通過控制總線傳遞信號(hào)極層控制裝置，極層控制裝置再繼續(xù)傳遞信號(hào)給站控制裝置，令站控制裝置也斷開極區(qū)和雙極區(qū)開關(guān)刀閘。

本發(fā)明實(shí)施例提供的直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法及系統(tǒng)，該方法包括：站控制裝置將雙極總功率分別發(fā)送至極1控制裝置和極2控制裝置，并從極1控制裝置和極2控制裝置確定出主極控制裝置，另一個(gè)作為從極控制裝置；主極控制裝置根據(jù)雙極總功率分別計(jì)算出極1的功率值和電流值以及極2的功率值和電流值，并將所述極1的功率值和電流值發(fā)送至極1控制裝置，將所述極2的功率值和電流值發(fā)送至極2控制裝置；極1控制裝置將極1的電流值分別發(fā)送至極1閥1控制裝置、極1閥1控制裝置，同時(shí)極2控制裝置將極2的電流值分別發(fā)送至極1閥1控制裝置、極1閥1控制裝置；極1閥1控制裝置根據(jù)所述極1的電流值調(diào)節(jié)第一換流變壓器檔位和第一換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極1閥2控制裝置根據(jù)所述極1的電流值調(diào)節(jié)第二換流變壓器檔位和第二換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極2閥1控制裝置根據(jù)所述極2的電流值調(diào)節(jié)第三換流變壓器檔位和第三換流閥脈沖觸發(fā)角；同時(shí)極2閥2控制裝置根據(jù)所述極2的電流值調(diào)節(jié)第四換流變壓器檔位和第四換流閥脈沖觸發(fā)角。通過該系統(tǒng)中的三個(gè)層次的分布，使得系統(tǒng)的復(fù)雜性降低，此外該系統(tǒng)中通過站層與極層通信，極層與閥層通信，這樣一級(jí)一級(jí)的控制使得直流輸電系統(tǒng)能夠正常且安全運(yùn)行。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。