2024年6月13日发(作者：仲孙悦人)
２０１０年第４卷第４期
南方电网技术 系统、配置与方法
２０１０，Ｖｏ１．４，Ｎｏ．４
ＳＯＵＴＨＥＲＮ ＰＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｙｓｔｅｍ
．
Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＆Ｍｅｔｈｏｄ
文章编号：１ ６７４—０６２９（２０ １ ０）０４—００２８—０４ 中图分类号：ＴＭ７２１
．
１ 文献标志码：Ａ
云广±８００ ｋＶ直流双极运行模式研究
吴俊，周剑，苏寅生，刘洪涛，张勇，李建设
（中国南方电网电力调度通信中心，广 Ｉ１ ５１０６２３）
摘要：云广±８００ ｋＶ直流双极投产后，南方电网交直流并联运行、强直弱交的特性更加明显，会给电网安全稳定运行
带来新ｆ－－Ｉ题。鉴此，研究了云广直流投产后的安全稳定特性、西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等，分析了
联网及孤网两种正常运行方式，提出了云广直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。
关键词：云广±８００ｋＶ直流系统；南方电网；运行方式
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ——Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ
±８００ ｋＶ ＤＣ Ｓｙｓｔｅｍ
ＷＵ Ｊｕｎ，ＺＨＯＵ Ｊｉａｎ，ＳＵ Ｙｉｎｓｈｅｎｇ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇｔａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ，ＬＩ Ｊｉａｎｓｈｅ
（ＣＳＧ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０６２３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ±８００ ｋＶ ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ（ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ）ｂｅｉｎｇ ｉｎ ｂｉｐｏｌａｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＡＣ／ＤＣ
ｈｙｂｒｉｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈ ａ ｓｔｒｏｎｇ ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａ ｗｅａｋ ＡＣ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈａｍ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ（ｃｓＧ１ ｂｅｃｏｍｅ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ．ａｎｄ ｔｈｕｓ
ｎｅｗ ｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＣＳＧ ｗｉｌｌ ａｐｐｅａｒ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｓｅｖｅｒａｌ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＣＳＧ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｂｉｐｏｌａｒ
ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｗｅｓｔ ｔｏ ｔｈｅ Ｅａｓｔ，ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅｒｉｏｕｓ
ｆａｕｌｔｓ，ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｍｏｄｅｓ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ￣８００ ｋＶ ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ；ＣＳＧ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
云广４－８００ ｋＶ直流工程（以下简称“云广直
直流运行稳定问题和双极闭锁后设备过电压问题。
流”）是世界上第一条特高压直流输电： 程，属于国
１＿２西电东送主通道送电能力 Ｊ
家重大能源项目。云广直流投产后，南方电网交直
１）云南外送能力。云广直流联网运行方式下，
流并联运行、强直弱交的特性更加明显。
云南交直流外送能力为８ ９００ ＭＷ；孤岛运行方式
本文研究了云广直流投产后的安全稳定特性、 下云南交直流总外送能力达到９ ４５０ ＭＷ，较联网
西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等，
方式增加约５５０ Ｍｗ。
分析了联网及孤网两种正常运行方式，提出了云广 ２）云南内部局部地区电力送出。德宏、大理
直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。 地区的小水电送电水平对云南外送能力有影响，小
水电送出增加则外送极限有所下降。由于网架结构
１ 云广直流双极投产后的系统特性
增强及地区中小水电ＰＳＳ的投入数量的增加，上述
１．１安全稳定特性【
影响的灵敏度较２００９年有所降低。
１）云广直流投产后，云广直流单极闭锁在单
３）云南、贵州电网外送能力互相影响。云南、
一
故障中最为严重，成为西电东送能力的约束故障。 贵州电网外送能力仍存在“此消彼长”关系。考虑
２）云广直流双极闭锁系统失稳，保证系统稳
到丰水期云南水电较多、吸纳困难，可适当减少贵
定需要切除大量机组。
州火电开机及送出，增加云南开机及送出，提高资
３）交流通道“Ｎ一２”故障严重程度有所减轻。
源优化配置程度。
４）云广直流孤岛运行方式对交流系统稳定影
１．３严重故障影响Ｉ３Ｊ
响小，可提高云南交直流总外送能力，但需要注意
１）联网方式下云广直流发生双极闭锁，系统
第４期 吴俊，等：云广±８００ ｋＶ直流双极运行模式研究 ２９
存在暂态稳定问题和动态稳定问题，需要切除送端
电厂部分机组，维持系统动态稳定所需的切机量比
维持暂态稳定的大。
２）小湾电厂６台机组满出力运行时，电厂出
线发生“Ⅳ一２”故障，系统暂态失稳。
３）云广直流双极投产后，由于通道潮流进一
步减轻，西电东送交流通道“Ⅳ一２”故障的稳定水
平有一定提高。
１．４动态稳定性
云广直流双极投运后的动态稳定性和单极投产
时基本相同，小扰动下阻尼水平较高，而云广直流
单极闭锁后系统的动态稳定问题是制约西电东送能
力的因素。
１．４．１ 云广直流联网方式与孤岛方式对系统稳定性
的影响
在联网方式下，交直流相互影响较大，云广直
流单极或双极闭锁将转移大量功率至交流通道，单
极闭锁成为西电东送各断面极限的约束故障。双极
闭锁，系统暂态失稳，需要采取严厉的切机切负荷
等安稳措施保系统稳定。
在孤岛方式下，系统稳定特性较联网方式改善
较多，直流闭锁仅造成主网频率降低，不会造成系
统暂态稳定或动态稳定问题，交流系统稳定水平明
显提高。
１．４．２云广直流联网方式与孤岛方式对安稳系统的
影响
在联网方式下，双极闭锁安稳装置将切除小湾
及云南景洪地区机组及广东负荷，最严重情况下，
切机超过５ ０００ Ｍｗ，切除广东负荷超过２ ０００ Ｍｗ，
系统仍失稳。若直流输送功率减少至３ ８００ Ｍｗ，
仅需切机即可保证系统稳定，可不切负荷。
在孤岛方式下，仅单极闭锁需切除小湾电厂部
分机组。双极闭锁后小湾电厂停运，无需切除云南
网内其他机组。
２云广直流联网运行分析
联网方式下云广直流大负荷运行对系统稳定影
响较大。单极闭锁功率转移至交流通道，导致广东
负荷中心和西电东送交流通道电压显著下降，贺州
站暂态电压最低降至４１２ ｋＶ，波动平息后稳态电压
恢复到４７２ ｋＶ以上；云南电网对贵州电网的振荡模
式阻尼显著下降，从７％左右下降至２．５％。
正常及大部分检修方式下，双极闭锁系统暂态
失稳，为保证电网稳定，需要稳控装置切除超过
５ ０００ Ｍｗ的机组和超过２ ０００ Ｍｗ的负荷。若安稳
拒动，系统将失稳，振荡中心在两广断面，失步解
列装置正确动作后，全网解列为＿二部分：海南独立
电网为一部分，云南、贵州和广西电网及广东的湛
江茂名地区为一部分，受端除湛江茂名地区以外的
广东电网为一部分，电网损失大量机组和负荷。
若云广直流功率在３ ８００ Ｍｗ或以下，则双极
闭锁后仅采取切机措施即可保证系统稳定，不需采
取切负荷措施。
３ 云广直流孤岛运行分析
为减少云广直流对交流系统的影响，通过断开
楚雄换流站与和平站的交流联络线路或者断开和楚
一
回线、在和平站配串实现和平站与换流站的电气
隔离，可实现云广直流送端孤岛运行方式。
３．１ 送端孤岛运行接线方式
孤岛运行方式一：断开楚雄换流站至和平变电
站的两回５００ ｋＶ交流线路，小湾电厂配串后，小湾
部分机组通过小楚双线接人楚雄换流站，其余机组
通过小和线送至和平站，如图ｌ所示。
小湾
漫湾 至宝峰
图１ 云广直流孤岛运行方式一接线图［。
Ｆｉｇ １ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ １ ０ｆ Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ＤＣ Ｓｙｓｔｅｍ
孤岛运行方式二：将小湾接至和平变电站的一
回线路与和平变电站至楚雄换流站的一回线路配
串，断开和平至楚雄的另一回线路，这样将形成小
湾电厂全部机组通过小楚双线和小和线接入楚雄换
流站的孤岛接线方式，如图２所示。
考虑到孤岛运行方式的判别对于云广直流控制
保护系统至关重要，设计阶段确定了采用独立的孤
岛判别装置实现上述两种常规孤岛运行方式的自动
判别。对于其他非常规的孤岛方式的判别，通过
度员人工投退压板的方式实现。
３０ 南方电网技术 第４卷
小湾
漫湾 至宝峰
图２云广直流孤岛运行方式二接线图【。】
Ｆｉｇ ２ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ ２ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ＤＣ Ｓｙｓｔｅｍ
３．２孤岛运行方式的稳定特性
与联网方式相比，孤岛方式下的系统稳定特性
改善较多，直流闭锁仅造成主网频率降低，不会造
成联网方式下云广直流闭锁引起的系统暂稳或动稳
问题。
云广直流单极闭锁，小湾电厂匹配切机后，系
统可保持稳定，西电东送通道系统电压影响不大。
孤岛方式下，云南交流出口断面极限增加较多，云
南交流出口相关站点运行电压相对较低，交流断面
极限约束故障变为高肇直流单极闭锁。
３．３孤岛方式运行存在的问题
３．３．１直流闭锁后的过电压问题
研究表明孤岛方式下云广直流发生闭锁可能产
生严重的过电压问题。为抑制过电压，云广直流设
计中采取在控制保护中设 ‘专门的过电压保护逻
辑，孤岛方式时检测直流发生闭锁故障时延时切除
换流变，利用换流变的励磁饱和特性来限制工频过
电压。
针对孤岛运行方式下存在的过电压问题，云广
直流前期研究工作提出了多项控制措施ｌ３ Ｊ，日前这
些措施正在逐步落实，预计可在云广直流投产前完
成。
３．３．２正常运行时的电压波动问题
孤岛运行时，楚雄换流站的短路比水平下降较
多，有效短路比将小于２．０，直流功率、小湾电厂机
组出力变化较大时，以及滤波器或无功补偿设备的
投切，都可能引起换流站母线电压较大的波动，并
影响直流控制系统或换流站的站用电系统的运行稳
定性。楚雄换流站ＳＶＣ装置２０１０年投产后，孤岛
运行方式下，换流站母线电压波动问题将有所改善。
３．３．３孤岛方式下的频率稳定问题
云广直流孤岛运行时，若发生小湾电厂跳机、
出线故障，或直流故障导致半极或单极闭锁，可能
导致孤岛系统频率大幅波动，需通过云广直流的频
率限制控制器（ＦＬＣ）的控制功能稳定孤岛系统的
频率。因此，建议在云广直流相关调试试验中重点
验证频率限制器ＦＬＣ在切换至孤岛运行方式及在
孤岛运行方式下能可靠发挥快速稳定频率的作用。
４云广直流运行方式安排原则
根据现阶段的研究成果，对云广直流双极投产
后的运行方式安排原则建议如下：
１）云广直流功率３ ８００ Ｍｗ以上时，联网运
行云广直流双极闭锁对系统稳定影响较大，保证系
统稳定需要采取严厉的切机切负荷措施，且需限制
直流再启动功能，因此，应优先安排孤岛运行。
２）云广直流功率３ ８００ Ｍｗ或以下时，云广
直流双极闭锁对系统稳定影响相对较小，不需要切
负荷，直流双极再启动功能可正常投入，可安排联
网运行或孤岛运行。
５云广直流调试中和双极投运后的建议
５．１ 安全稳定控制系统配置及控制策略建议
１）云广直流双极投产后，楚雄换流站的稳控
策略需要考虑双极闭锁时的控制措施。
２）小湾电厂安稳装置需要针对其出线“Ⅳ一２”
故障采取控制策略，可同时适应小湾电厂合环及分
厂运行方式。
３）云广直流双极投产后，“西电东送”主通道
“Ｊｖ一２”故障的稳定水平提高较多，南网总调直调
安稳系统可适应双极投产运行方式，部分装置可投
４）考虑到孤岛运行方式下，若直流线路发生
瞬时性故障，孤岛系统的频率可能会短时超过５ １．５
Ｈｚ，建议小湾电厂内机组的高周切机保护定值要设
置合理的动作阈值和延时时间，以避免该运行方式
下瞬时故障时电厂的高周装置误动。该方式下，孤岛
系统能否稳定运行与小湾电厂的调速器性能密切相
关，建议关注测速器性能并做好有关参数实测工作。
５）楚雄安全稳定控制装置与云南电网安稳装
置接口位置设在５００ ｋＶ墨江变电站，且该站安稳装
置需要提供至少２ ０００ Ｍｗ容量的可切机组，以满
足云广直流双极闭锁时系统暂态稳定的要求。
５．２ 多直流协调控制系统调整建议
多直流协调控制系统已经投人闭环试运行，目
信号运行或退出。
第４期 吴俊，等：云广±８００ ｋＶ直流双极运行模式研究
前运行情况良好。建议在云广 特高压直流的双极投
产前，改造和完善南方电网多直流协调控制系统，
将云广直流纳入多直流协调控制系统，充分利用
云广特高压直流的涮制能力来抑制电网的功率振
荡。
６结语
６．１ 关于云广直流投产后的系统稳定特性
云广直流联网方式大负荷运行情况下，云广直
流单极闭锁，系统动态稳定水平下降较多，西电东
送通道中枢点电压跌落明显，成为西电东送能力的
５．３对有关电厂及送端电网的运行建议
１）由于小湾电厂机组励磁系统及ＰＳＳ参数变
约束故障。云Ｊ 直流双极闭锁，系统暂态失稳，保
化对系统的动态稳定性以及有关故障的暂态稳定性
影响较大，建议上述电厂在机组正式投产前，应尽
快组织开展机组励磁参数实测，完成ＰＳＳ整定试验
并投入。
２）小湾电厂调速器控制模式及控制参数，应
能满足孤岛方式下与直流频率限制控制（ＦＬＣ）之
间的协调配合。
５．４云广直流出厂性能试验及现场调试项目建议
云广直流足世界上第一条投运的±８００ ｋＶ直
流工程，在系能试验和现场调试中，除了要完成常
规±５００ ｋＶ直流Ｔ程的测试项目，还要专门针对云
广特高压直流的特点，增加部分验证性试验。经分
析，建议在云广直流“｛厂性能试验及现场调试中，
进一步开展如下Ｔ作：
１）云广直流联网／孤岛运行方式切换试验及孤
岛运行方式、运行特性和控制规律试验，并重点验
证频率限制器ＦＬＣ在切换至孤岛运行方式及在孤
岛运行方式下能可靠发挥快速稳定频率的作用。
２）频率ｌ￣￥１Ｊ器ＦＬＣ控制参数验证和优化试
验，使ＦＬＣ控制参数能够在孤岛运行方式下发生故
障后保持频率稳定。
３）从电网接线方式、系统稳定分析等角度来
看，云广直流孤岛运行方式具有可行性，系统安全
风险较小。虽然对设备耐压水平进行过相关的理论
研究和出厂试验，但是大多数新研发的设备都没有
经历过实际运行丁况的考验。因此，建议在云广直
流ＤＰＴ／ＦＰＴ的ＲＴＤＳ试验中，重点关注和校验孤岛
方式下发生各类故障时设备的过电压水平，并安排
设备耐乐水平的相关现场试验。
４）由于 广直流采取的是双１２脉动串联结
构，使得直流输电系统运行方式呈现多样化，不同
阀组接线方式组合形成的运行方式及相互转换需要
进行详细的测试验证。
５）小湾电厂调速器控制模式和控制参数与直
流频率限制控制（ＦＬＣ）之间协调配合验证试验。
证系统稳定和恢复电压需要切除大量机组。云， 直
流孤岛运行方式下，系统稳定特性较联网方式改善
较多，直流闭锁会造成主网频率降低，但不会造成
系统暂稳或动稳问题。
６．２关于云广直流双极投产后运行方式安排
联网及孤岛运行方式均应作为２０１０年正常的
运行方式。从系统稳定性角度考虑应优先选择孤岛
方式。特别是在云广直流功率超过３ ８００ ＭＷ时，
应安排孤岛方式，以避免采用联网方式时直流双极
闭锁切负荷，降低系统安全风险。
６．３关于云广直流双极的准备工作建议
跟踪落实确保直流送端频率稳定和防止设备过
电压的相关措施，并在出厂性能试验和直流现场调
试中安排试验予以验证。
完成配套安稳系统和直流孤岛；Ｍ￣ＩＩ装置的策略
制定、试验验证和现场调试。进一步完善多直流协
调控制系统，将云广直流接人多直流协调控制系统。
完成小湾电厂励磁、调速系统参数实测、ＰＳＳ
整定试验、调速器控制模式及控制参数与直流频率限
制控制（ＦＬＣ）之间协调配合研究等有关工作。
参考文献：
［１］ 中国南方电网电力调度通信中心中国南方电网２０１０年运行
式分析报告：电网安全稳定分析［Ｒ］．广州：中国南方电网电力调
度通信中心，２００９．
［２］ 中国南力’电网电力调度通信中心．中国南方电网２０１０年运行方
式ＪＲ］．广州：中国南方电网电力调度通信中心，２００９
［３］ 中国南方电网电力调度通信中心．＿云广盲流投产后对南方电网安
全稳定影响分析与对策研究ＪＲ］广州：中国南方电网电力调度通
信中心，２００９．
收稿日期：２０１ Ｏ－０６—２２
作者简介：
吴俊（１９７９），男，四川人，工程师，博士，主要从事电力系统调
度及安全稳定运行的研究和管理工作（ｅ－ｍａｉｌ）ｗｕｊｕｎ＠ｃｓｇ．ｃｎ；
周剑（１９７９），男，广西人，高级工程师，硕士，主要从事电力系
统调度及安全稳定运行的研究和管理Ｙ－作；
苏寅生（１９７７），男，广东人，高级工程师，硕士，从事电网调度
运行、电网安全稳定研究及管理工作。
2024年6月13日发(作者：仲孙悦人)
２０１０年第４卷第４期
南方电网技术 系统、配置与方法
２０１０，Ｖｏ１．４，Ｎｏ．４
ＳＯＵＴＨＥＲＮ ＰＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｙｓｔｅｍ
．
Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＆Ｍｅｔｈｏｄ
文章编号：１ ６７４—０６２９（２０ １ ０）０４—００２８—０４ 中图分类号：ＴＭ７２１
．
１ 文献标志码：Ａ
云广±８００ ｋＶ直流双极运行模式研究
吴俊，周剑，苏寅生，刘洪涛，张勇，李建设
（中国南方电网电力调度通信中心，广 Ｉ１ ５１０６２３）
摘要：云广±８００ ｋＶ直流双极投产后，南方电网交直流并联运行、强直弱交的特性更加明显，会给电网安全稳定运行
带来新ｆ－－Ｉ题。鉴此，研究了云广直流投产后的安全稳定特性、西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等，分析了
联网及孤网两种正常运行方式，提出了云广直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。
关键词：云广±８００ｋＶ直流系统；南方电网；运行方式
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ——Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ
±８００ ｋＶ ＤＣ Ｓｙｓｔｅｍ
ＷＵ Ｊｕｎ，ＺＨＯＵ Ｊｉａｎ，ＳＵ Ｙｉｎｓｈｅｎｇ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇｔａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ，ＬＩ Ｊｉａｎｓｈｅ
（ＣＳＧ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０６２３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ±８００ ｋＶ ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ（ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ）ｂｅｉｎｇ ｉｎ ｂｉｐｏｌａｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＡＣ／ＤＣ
ｈｙｂｒｉｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈ ａ ｓｔｒｏｎｇ ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａ ｗｅａｋ ＡＣ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈａｍ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ（ｃｓＧ１ ｂｅｃｏｍｅ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ．ａｎｄ ｔｈｕｓ
ｎｅｗ ｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＣＳＧ ｗｉｌｌ ａｐｐｅａｒ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｓｅｖｅｒａｌ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＣＳＧ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｂｉｐｏｌａｒ
ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｗｅｓｔ ｔｏ ｔｈｅ Ｅａｓｔ，ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅｒｉｏｕｓ
ｆａｕｌｔｓ，ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｍｏｄｅｓ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＹＧ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ￣８００ ｋＶ ＤＣ ｓｙｓｔｅｍ；ＣＳＧ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
云广４－８００ ｋＶ直流工程（以下简称“云广直
直流运行稳定问题和双极闭锁后设备过电压问题。
流”）是世界上第一条特高压直流输电： 程，属于国
１＿２西电东送主通道送电能力 Ｊ
家重大能源项目。云广直流投产后，南方电网交直
１）云南外送能力。云广直流联网运行方式下，
流并联运行、强直弱交的特性更加明显。
云南交直流外送能力为８ ９００ ＭＷ；孤岛运行方式
本文研究了云广直流投产后的安全稳定特性、 下云南交直流总外送能力达到９ ４５０ ＭＷ，较联网
西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等，
方式增加约５５０ Ｍｗ。
分析了联网及孤网两种正常运行方式，提出了云广 ２）云南内部局部地区电力送出。德宏、大理
直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。 地区的小水电送电水平对云南外送能力有影响，小
水电送出增加则外送极限有所下降。由于网架结构
１ 云广直流双极投产后的系统特性
增强及地区中小水电ＰＳＳ的投入数量的增加，上述
１．１安全稳定特性【
影响的灵敏度较２００９年有所降低。
１）云广直流投产后，云广直流单极闭锁在单
３）云南、贵州电网外送能力互相影响。云南、
一
故障中最为严重，成为西电东送能力的约束故障。 贵州电网外送能力仍存在“此消彼长”关系。考虑
２）云广直流双极闭锁系统失稳，保证系统稳
到丰水期云南水电较多、吸纳困难，可适当减少贵
定需要切除大量机组。
州火电开机及送出，增加云南开机及送出，提高资
３）交流通道“Ｎ一２”故障严重程度有所减轻。
源优化配置程度。
４）云广直流孤岛运行方式对交流系统稳定影
１．３严重故障影响Ｉ３Ｊ
响小，可提高云南交直流总外送能力，但需要注意
１）联网方式下云广直流发生双极闭锁，系统
第４期 吴俊，等：云广±８００ ｋＶ直流双极运行模式研究 ２９
存在暂态稳定问题和动态稳定问题，需要切除送端
电厂部分机组，维持系统动态稳定所需的切机量比
维持暂态稳定的大。
２）小湾电厂６台机组满出力运行时，电厂出
线发生“Ⅳ一２”故障，系统暂态失稳。
３）云广直流双极投产后，由于通道潮流进一
步减轻，西电东送交流通道“Ⅳ一２”故障的稳定水
平有一定提高。
１．４动态稳定性
云广直流双极投运后的动态稳定性和单极投产
时基本相同，小扰动下阻尼水平较高，而云广直流
单极闭锁后系统的动态稳定问题是制约西电东送能
力的因素。
１．４．１ 云广直流联网方式与孤岛方式对系统稳定性
的影响
在联网方式下，交直流相互影响较大，云广直
流单极或双极闭锁将转移大量功率至交流通道，单
极闭锁成为西电东送各断面极限的约束故障。双极
闭锁，系统暂态失稳，需要采取严厉的切机切负荷
等安稳措施保系统稳定。
在孤岛方式下，系统稳定特性较联网方式改善
较多，直流闭锁仅造成主网频率降低，不会造成系
统暂态稳定或动态稳定问题，交流系统稳定水平明
显提高。
１．４．２云广直流联网方式与孤岛方式对安稳系统的
影响
在联网方式下，双极闭锁安稳装置将切除小湾
及云南景洪地区机组及广东负荷，最严重情况下，
切机超过５ ０００ Ｍｗ，切除广东负荷超过２ ０００ Ｍｗ，
系统仍失稳。若直流输送功率减少至３ ８００ Ｍｗ，
仅需切机即可保证系统稳定，可不切负荷。
在孤岛方式下，仅单极闭锁需切除小湾电厂部
分机组。双极闭锁后小湾电厂停运，无需切除云南
网内其他机组。
２云广直流联网运行分析
联网方式下云广直流大负荷运行对系统稳定影
响较大。单极闭锁功率转移至交流通道，导致广东
负荷中心和西电东送交流通道电压显著下降，贺州
站暂态电压最低降至４１２ ｋＶ，波动平息后稳态电压
恢复到４７２ ｋＶ以上；云南电网对贵州电网的振荡模
式阻尼显著下降，从７％左右下降至２．５％。
正常及大部分检修方式下，双极闭锁系统暂态
失稳，为保证电网稳定，需要稳控装置切除超过
５ ０００ Ｍｗ的机组和超过２ ０００ Ｍｗ的负荷。若安稳
拒动，系统将失稳，振荡中心在两广断面，失步解
列装置正确动作后，全网解列为＿二部分：海南独立
电网为一部分，云南、贵州和广西电网及广东的湛
江茂名地区为一部分，受端除湛江茂名地区以外的
广东电网为一部分，电网损失大量机组和负荷。
若云广直流功率在３ ８００ Ｍｗ或以下，则双极
闭锁后仅采取切机措施即可保证系统稳定，不需采
取切负荷措施。
３ 云广直流孤岛运行分析
为减少云广直流对交流系统的影响，通过断开
楚雄换流站与和平站的交流联络线路或者断开和楚
一
回线、在和平站配串实现和平站与换流站的电气
隔离，可实现云广直流送端孤岛运行方式。
３．１ 送端孤岛运行接线方式
孤岛运行方式一：断开楚雄换流站至和平变电
站的两回５００ ｋＶ交流线路，小湾电厂配串后，小湾
部分机组通过小楚双线接人楚雄换流站，其余机组
通过小和线送至和平站，如图ｌ所示。
小湾
漫湾 至宝峰
图１ 云广直流孤岛运行方式一接线图［。
Ｆｉｇ １ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ １ ０ｆ Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ＤＣ Ｓｙｓｔｅｍ
孤岛运行方式二：将小湾接至和平变电站的一
回线路与和平变电站至楚雄换流站的一回线路配
串，断开和平至楚雄的另一回线路，这样将形成小
湾电厂全部机组通过小楚双线和小和线接入楚雄换
流站的孤岛接线方式，如图２所示。
考虑到孤岛运行方式的判别对于云广直流控制
保护系统至关重要，设计阶段确定了采用独立的孤
岛判别装置实现上述两种常规孤岛运行方式的自动
判别。对于其他非常规的孤岛方式的判别，通过
度员人工投退压板的方式实现。
３０ 南方电网技术 第４卷
小湾
漫湾 至宝峰
图２云广直流孤岛运行方式二接线图【。】
Ｆｉｇ ２ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ ２ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ—Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ＤＣ Ｓｙｓｔｅｍ
３．２孤岛运行方式的稳定特性
与联网方式相比，孤岛方式下的系统稳定特性
改善较多，直流闭锁仅造成主网频率降低，不会造
成联网方式下云广直流闭锁引起的系统暂稳或动稳
问题。
云广直流单极闭锁，小湾电厂匹配切机后，系
统可保持稳定，西电东送通道系统电压影响不大。
孤岛方式下，云南交流出口断面极限增加较多，云
南交流出口相关站点运行电压相对较低，交流断面
极限约束故障变为高肇直流单极闭锁。
３．３孤岛方式运行存在的问题
３．３．１直流闭锁后的过电压问题
研究表明孤岛方式下云广直流发生闭锁可能产
生严重的过电压问题。为抑制过电压，云广直流设
计中采取在控制保护中设 ‘专门的过电压保护逻
辑，孤岛方式时检测直流发生闭锁故障时延时切除
换流变，利用换流变的励磁饱和特性来限制工频过
电压。
针对孤岛运行方式下存在的过电压问题，云广
直流前期研究工作提出了多项控制措施ｌ３ Ｊ，日前这
些措施正在逐步落实，预计可在云广直流投产前完
成。
３．３．２正常运行时的电压波动问题
孤岛运行时，楚雄换流站的短路比水平下降较
多，有效短路比将小于２．０，直流功率、小湾电厂机
组出力变化较大时，以及滤波器或无功补偿设备的
投切，都可能引起换流站母线电压较大的波动，并
影响直流控制系统或换流站的站用电系统的运行稳
定性。楚雄换流站ＳＶＣ装置２０１０年投产后，孤岛
运行方式下，换流站母线电压波动问题将有所改善。
３．３．３孤岛方式下的频率稳定问题
云广直流孤岛运行时，若发生小湾电厂跳机、
出线故障，或直流故障导致半极或单极闭锁，可能
导致孤岛系统频率大幅波动，需通过云广直流的频
率限制控制器（ＦＬＣ）的控制功能稳定孤岛系统的
频率。因此，建议在云广直流相关调试试验中重点
验证频率限制器ＦＬＣ在切换至孤岛运行方式及在
孤岛运行方式下能可靠发挥快速稳定频率的作用。
４云广直流运行方式安排原则
根据现阶段的研究成果，对云广直流双极投产
后的运行方式安排原则建议如下：
１）云广直流功率３ ８００ Ｍｗ以上时，联网运
行云广直流双极闭锁对系统稳定影响较大，保证系
统稳定需要采取严厉的切机切负荷措施，且需限制
直流再启动功能，因此，应优先安排孤岛运行。
２）云广直流功率３ ８００ Ｍｗ或以下时，云广
直流双极闭锁对系统稳定影响相对较小，不需要切
负荷，直流双极再启动功能可正常投入，可安排联
网运行或孤岛运行。
５云广直流调试中和双极投运后的建议
５．１ 安全稳定控制系统配置及控制策略建议
１）云广直流双极投产后，楚雄换流站的稳控
策略需要考虑双极闭锁时的控制措施。
２）小湾电厂安稳装置需要针对其出线“Ⅳ一２”
故障采取控制策略，可同时适应小湾电厂合环及分
厂运行方式。
３）云广直流双极投产后，“西电东送”主通道
“Ｊｖ一２”故障的稳定水平提高较多，南网总调直调
安稳系统可适应双极投产运行方式，部分装置可投
４）考虑到孤岛运行方式下，若直流线路发生
瞬时性故障，孤岛系统的频率可能会短时超过５ １．５
Ｈｚ，建议小湾电厂内机组的高周切机保护定值要设
置合理的动作阈值和延时时间，以避免该运行方式
下瞬时故障时电厂的高周装置误动。该方式下，孤岛
系统能否稳定运行与小湾电厂的调速器性能密切相
关，建议关注测速器性能并做好有关参数实测工作。
５）楚雄安全稳定控制装置与云南电网安稳装
置接口位置设在５００ ｋＶ墨江变电站，且该站安稳装
置需要提供至少２ ０００ Ｍｗ容量的可切机组，以满
足云广直流双极闭锁时系统暂态稳定的要求。
５．２ 多直流协调控制系统调整建议
多直流协调控制系统已经投人闭环试运行，目
信号运行或退出。
第４期 吴俊，等：云广±８００ ｋＶ直流双极运行模式研究
前运行情况良好。建议在云广 特高压直流的双极投
产前，改造和完善南方电网多直流协调控制系统，
将云广直流纳入多直流协调控制系统，充分利用
云广特高压直流的涮制能力来抑制电网的功率振
荡。
６结语
６．１ 关于云广直流投产后的系统稳定特性
云广直流联网方式大负荷运行情况下，云广直
流单极闭锁，系统动态稳定水平下降较多，西电东
送通道中枢点电压跌落明显，成为西电东送能力的
５．３对有关电厂及送端电网的运行建议
１）由于小湾电厂机组励磁系统及ＰＳＳ参数变
约束故障。云Ｊ 直流双极闭锁，系统暂态失稳，保
化对系统的动态稳定性以及有关故障的暂态稳定性
影响较大，建议上述电厂在机组正式投产前，应尽
快组织开展机组励磁参数实测，完成ＰＳＳ整定试验
并投入。
２）小湾电厂调速器控制模式及控制参数，应
能满足孤岛方式下与直流频率限制控制（ＦＬＣ）之
间的协调配合。
５．４云广直流出厂性能试验及现场调试项目建议
云广直流足世界上第一条投运的±８００ ｋＶ直
流工程，在系能试验和现场调试中，除了要完成常
规±５００ ｋＶ直流Ｔ程的测试项目，还要专门针对云
广特高压直流的特点，增加部分验证性试验。经分
析，建议在云广直流“｛厂性能试验及现场调试中，
进一步开展如下Ｔ作：
１）云广直流联网／孤岛运行方式切换试验及孤
岛运行方式、运行特性和控制规律试验，并重点验
证频率限制器ＦＬＣ在切换至孤岛运行方式及在孤
岛运行方式下能可靠发挥快速稳定频率的作用。
２）频率ｌ￣￥１Ｊ器ＦＬＣ控制参数验证和优化试
验，使ＦＬＣ控制参数能够在孤岛运行方式下发生故
障后保持频率稳定。
３）从电网接线方式、系统稳定分析等角度来
看，云广直流孤岛运行方式具有可行性，系统安全
风险较小。虽然对设备耐压水平进行过相关的理论
研究和出厂试验，但是大多数新研发的设备都没有
经历过实际运行丁况的考验。因此，建议在云广直
流ＤＰＴ／ＦＰＴ的ＲＴＤＳ试验中，重点关注和校验孤岛
方式下发生各类故障时设备的过电压水平，并安排
设备耐乐水平的相关现场试验。
４）由于 广直流采取的是双１２脉动串联结
构，使得直流输电系统运行方式呈现多样化，不同
阀组接线方式组合形成的运行方式及相互转换需要
进行详细的测试验证。
５）小湾电厂调速器控制模式和控制参数与直
流频率限制控制（ＦＬＣ）之间协调配合验证试验。
证系统稳定和恢复电压需要切除大量机组。云， 直
流孤岛运行方式下，系统稳定特性较联网方式改善
较多，直流闭锁会造成主网频率降低，但不会造成
系统暂稳或动稳问题。
６．２关于云广直流双极投产后运行方式安排
联网及孤岛运行方式均应作为２０１０年正常的
运行方式。从系统稳定性角度考虑应优先选择孤岛
方式。特别是在云广直流功率超过３ ８００ ＭＷ时，
应安排孤岛方式，以避免采用联网方式时直流双极
闭锁切负荷，降低系统安全风险。
６．３关于云广直流双极的准备工作建议
跟踪落实确保直流送端频率稳定和防止设备过
电压的相关措施，并在出厂性能试验和直流现场调
试中安排试验予以验证。
完成配套安稳系统和直流孤岛；Ｍ￣ＩＩ装置的策略
制定、试验验证和现场调试。进一步完善多直流协
调控制系统，将云广直流接人多直流协调控制系统。
完成小湾电厂励磁、调速系统参数实测、ＰＳＳ
整定试验、调速器控制模式及控制参数与直流频率限
制控制（ＦＬＣ）之间协调配合研究等有关工作。
参考文献：
［１］ 中国南方电网电力调度通信中心中国南方电网２０１０年运行
式分析报告：电网安全稳定分析［Ｒ］．广州：中国南方电网电力调
度通信中心，２００９．
［２］ 中国南力’电网电力调度通信中心．中国南方电网２０１０年运行方
式ＪＲ］．广州：中国南方电网电力调度通信中心，２００９
［３］ 中国南方电网电力调度通信中心．＿云广盲流投产后对南方电网安
全稳定影响分析与对策研究ＪＲ］广州：中国南方电网电力调度通
信中心，２００９．
收稿日期：２０１ Ｏ－０６—２２
作者简介：
吴俊（１９７９），男，四川人，工程师，博士，主要从事电力系统调
度及安全稳定运行的研究和管理工作（ｅ－ｍａｉｌ）ｗｕｊｕｎ＠ｃｓｇ．ｃｎ；
周剑（１９７９），男，广西人，高级工程师，硕士，主要从事电力系
统调度及安全稳定运行的研究和管理Ｙ－作；
苏寅生（１９７７），男，广东人，高级工程师，硕士，从事电网调度
运行、电网安全稳定研究及管理工作。