高压直流输电系统通信通道研究

高压直流输电系统通信通道研究

杨小青

（国网忻州供电公司信息通信公司山西忻州034000）

摘要：在我国当前的经济发展中，对于电力能源的使用要求逐渐的提高。高压直流输电系统是我国电力系统的重要组成部分，具有传输距离远、容量大等多种优势，可以大规模的进行远距离的电力资源传输工作，改善电力资源分布不均的情况，对电力资源进行有力的优化配置。高压直流输电系统的高质量运行对通信通道运行的情况具有较高的要求，其运行的质量在很大程度上影响着高压直流输电系统运行的质量。基于此，本文将着重对高压直流输电系统通信通道进行研究。

关键词：高压；直流输电系统；通信通道

引言

在我国的高野直流输电系统中电力能源的传输具有很多的特点，比如，传输的距离较远、传输的容量比较大、功率损耗低、控制调节灵活等优点。推广应用高压直流输电符合国家长期能源战略，能够优化资源配置，实现协调可持续发展。高压直流输电系统控制、保护原理和机制相比传统交流输电方式，更为复杂，其自动化程度也更高。高压直流输电系统控制、保护功能的实现，也更加依赖于通信通道的安全稳定运行。高压直流输电系统在运行和检修方面，存在通信专业和电力专业技术上隔阂的问题，合理配置站间通信通道，通信通道可靠性，对于直流系统的安全稳定运行造成直接影响。因此，研究并分析直流输电系统控制保护原理功能、分析相关通信通道配置以及通道中断影响对直流输电工程的运行维护及通信主干网的建设、运行、方式安排具有重大意义。

1高压直流输电系统通信的方式分析

在过去，高压直流输电系统通信的方式主要包括电力线载波通信以及微波通信，但是目前随着光钎技术的不断发展和进步，高压直流输电系统通信的主要通道已经变成了光钎通信，而采用的主要设备为大容量SDH制式光传输设备和架空地线复合光缆。大规模互联电网是在我国电力系统互联突出特点，而远距离高压直流输电是实现大规模互联的有效途径。高压直流输电方式相比传统交流输电方式，当超过800公里时、在输电线路横截面等同的情况下，高压直流输电输电损耗更小、效率更高、容量更大。相比高压交流输电方式，高压直流输电线路的结构简单，仅有正负极两回线，减少了施工量降低了线路走廊故障概率，便于运行维护，一定程度上提高了电力系统的可靠性和安全性。高压直流输电系统的每一极可以单独运行，也可以双极运行，功率控制灵活方便，在控制区域电网负荷断面功率交互上精准、高效，提高了整个主网架的运行可靠性。另外，高压直流输电可以用于海上风电场向内地输送，方便安全高效快捷。

2高压直流输电控制保护系统对通信电路的要求分析

2.1直流输电控制保护对系统通信的要求

和一般的信号相比，直流控制保护信号具有采集复杂、信息量较大以及相互之间联系配合密切的特点，这就对通信通道提出了更高的要求，需要通信通道具备快速、准确、安全、可靠的性能，并包括通信线路和通信接口都符合高压直流输电系统运行的要求。另外，为了减少高压直流输电系统对通信系统的依赖性，直流输电系统需要保证在无通信情况以及通信故障的情况下仍然可以正常运行，防止电力系统出现输电中断的情况。

2.2直流输电的控制和保护

直流输电的控制不仅包括对各种运行方式的控制，还包括对各种基本的控制器和限制器的控制，控制的方式可以是单个控制，也可以是联合控制。为了保证高压直流输电系统可以正常的传输电力资源，直流输电的控制提出了更高的要求，在电力系统出现故障以及扰动时，需要所有的控制器或者是限制器都具备完善的动态性能，并且要严格保证一次设备的安全性，以免出现重大的安全事故，造成严重的经济损失和人员伤亡。高压直流输电控制包括多种控制模式，为了确保各种模式可以正确有效的应用，需要利用有换流变压器进行分别控制。高压直流输保护主要是指对直流区域的所有相关设备和元件进行保护，这就需要配置合适的检测元件。直流输电保护系统和直流输电的特点具有十分密切的联系，在对系统故障进行研究时不仅需要对直流系统的典型故障形态进行考虑，还需要对交流系统故障对直流系统故障产生的干扰进行考虑，并保证直流输电保护系统和控制功能以及参数相匹配，将直流控制能力充分的发挥出来，减少直流输电系统出现故障的情况，保证高压直流输电系统可以持续的为人们提供电力资源。

3高压直流输电系统换流站的站间通信分析

3.1站间信号传输的类型站间传输的信息主要是

由高压直流输电系统的运行和控制决定的，主要包括两大类信息类型，一是站极控系统间的控制和保护信号，二是站控制监视系统之间的监视信号。站极控系统间的控制和保护信号的传输和高压直流输电系统具有直接的关系，在系统运行的过程中只有保证各种信号可以快速的进行刷新，才能更好的获得侧站最新、最全的系统状态数值，从而判断运行状况。

3.2极控间控制以及保护信号转换和传输时间的计算

在高压直流输电系统运行的过程中，如果想要保证极控的安全性，就需要保证信号转换和传输的时间符合要求。在系统运行中，总时延主要包括报文移出的时间和传送的时间。报文移出的时间长短是文件大小以及传输速度决定的，传送时间的长短主要是由传输设备延时的时间、传输电路延时的时间以及计算机处理的时间等方面决定。

4直流换流站至调度中心的通信

换流站SCADA系统的产生的信息需要通过传输通道发送到各个调度中心，为调度中心对换流站进行监视和控制提供重要信息支持依据，这就需要将各个调度中心的EMS系统和和换流站的系统进行连接，为了实现两者的兼容，需要在换流站设置远方控制接口设备RCI，这一设备可以提供数据和传输协议的转化功能，其主要采用的通信通道为数据网，备用通信通道为点对点方式。远方控制接口设备属于一个冗余的系统，主要是通过LAN网与各个系统和站点进行信息连接和传输的，并且同时还通过路由器数据网和网、省调度端系统进行连接，两个连接所占用的数字通信通道都为2M。换流站系统和调度中心系统相连接的备用通道为点对点。远方控制接口设备可以使用两个穿行的接口和各个调度中心进行连接，为了便于信息的传播，可以通过调制调解器将信息转化为音频信息与远方接口设备连接，也可以利用数字通道进行传输，然后再经过光钎通信电路将信息传输给调度中心。站内各种相关的信息都需要通过各自的电脑和站内的远方控制网络相连，通过合适的传播途径进行传播，这样就可以实现调度中心对站内信息进行监视的目的。在电力系统中，电能计费系统是一个重要的组成部分，这个系统和调度端进行连接的方式分2种，即通过调制调解器经过电话网络进行连接和接入站远方控制网经过数据网进行连接。对于站内各种设备连接以及信息传输的方式可以根据实际的情况进行具体确定。

结语

综上所述，通信通道对高压直流输电系统的正常、稳定运行密切相关，是高压直流输电系统正常、稳定运行的重要保障。因此，加强对高压直流输电系统通信通道的研究意义重大。本文笔者由于能力有限，只是对这一相关课题进行了浅显的研究，为进一步提高高压直流输电技术，保障高压直流输电系统高质量的运行，还需要专业研究人员的长期努力。

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