1 概況

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣之間的金沙江峽谷，總裝機容量居世界第三（中國第二），在左、右岸地下電站各安裝9臺77×104kW的機組，年均發電量約616.2×108kW·h,左岸電站接入國家電網送電至浙江和四川，右岸電站接入南方電網送電至廣東和云南。為確保溪洛渡右岸的電力外送，實施國家西電東送戰略，南方電網公司建設了±500kV牛從直流，同時配置了牛從直流穩定控制系統。但隨著電力系統規模不斷擴大，區域聯網和跨區域輸電日益增多，電網結構日益復雜，且由于電網建設滯后電源建設，遠離負荷中心的大容量水電廠送出網架結構薄弱，窩電現象嚴重，因此配置合理的穩控系統對提高電網安全穩定和輸電能力具有重要意義。本文以溪洛渡右岸電站為例，詳細分析了溪洛渡右岸穩控裝置的配置及功能設計，說明其穩控裝置的重要性，可為類似工程提供參考。

2 牛從直流穩定控制系統

2.1溪洛渡右岸電站輸電系統接線方式

溪洛渡右岸共有4回500kV出線，其中3回溪換線至牛寨換流站，1回甘溪線至甘頂變電站接入云南電網；甘頂變電站通過1回500kV甘換線接入牛寨換流站；牛寨換流站通過牛從直流（雙回四級，輸送容量6 400 MW,線路全 長1 251km）送電至廣東從西換流站。

溪洛渡右岸輸電系統（圖1）除采用常規交直流聯網運行方式，還采用孤島運行方式（A、B類：①A類孤島。甘溪線和甘換線在甘頂站出串運行（甘頂至溪洛渡右岸間隔和甘頂至牛寨間隔在同一串，兩母線側邊開關均斷開時）。②B類孤島。

甘溪線和甘換線均停運），該方式可有效解決牛從直流故障引起的潮流瞬間轉移對云南電網的威脅，同時也提高了溪洛渡右岸的電力外送能力[1].

2.2溪洛渡右岸輸電系統對電網安全穩定的影響分析

（1）牛從直流故障。聯網方式下影響為：①單極閉鎖故障時，由于交直流聯網網架結構較強，系統可保持穩定[2].②雙極閉鎖故障時，當故障前牛從直流輸送功率較大，故障后大量潮流轉移到交流通道，易引起交流線路上的傳輸功率超過靜穩極限導致云南電網失穩，因此需切除送端機組，系統才能保持穩定。③三、四級閉鎖故障時，由于送端需切除較多機組，受端廣東電網功率損失較大，頻率和電壓下降較多，會導致大量低頻低壓減載動作，因此還需根據切除機組負荷情況，切除受端負荷才能保持系統穩定。

孤島方式下影響為：①極閉鎖故障時，當故障前牛從直流輸送功率較大，故障后孤島交流系統功率將不平衡而失穩，因此需切除送端機組才能保持系統穩定。②三、四級閉鎖故障時，除切除送端機組外，還需根據故障前輸送功率情況切除受端負荷才能保持系統穩定。

（2）交流線路故障。聯網和孤島方式下，溪洛渡右岸送出線路N-2故障時，可能造成交流系統電壓失穩，同時由于直流控制系統的固有特性，維持直流功率導致電壓超過穩定極限，交流和直流系統持續低壓引起直流閉鎖[1],因而需限制牛從直流功率和切除溪洛渡右岸機組，系統才能保持穩定。

聯網方式下，溪換線、甘溪線和甘換線過載時，為防止交流系統穩定破壞，需解列過載線路。

聯網方式下，云南電網交流線路（永多雙回、曲多雙回等）故障時，將導致云南電網失穩，需切除溪洛渡右岸機組才能保持系統穩定。

2.3牛從直流穩控系統配置

牛從直流涉及云南、廣東兩個電網互聯，其穩控系統采取區域性分層控制設計，由控制主站、云南和廣東區域控制主站和執行子站等共同實現穩控功能。在牛寨換流站設立控制主站，根據故障情況發出切機和切負荷命令；在溪洛渡右岸電站、云南甘頂站分別設立切機執行站和區域控制主站，接收牛寨控制主站發來的切機命令，甘頂站將切機命令下發到執行子站執行；在廣東羅洞站設立區域控制主站，接收牛寨控制主站發來的切負荷命令，由其分配到執行子站執行。牛從直流穩控系統的配置見圖2.該系統由牛寨換流站控制主站、從西換流站、溪洛渡右岸電站、惠蓄電站、羅平信息站、硯山信息站、南方羅洞穩控裝置，云南電網的甘頂、仁和控制站及與其相連的執行站穩控裝置，廣東電網的羅洞控制主站及與其相連的控制子站、執行站穩控裝置組成。

2.4牛從直流孤島判別系統

牛從直流孤島判別系統由牛寨站、甘頂站、溪洛渡右岸電站孤島判別裝置組成，通過采集各站相關開關位置信號并結合電氣量信號，由牛寨孤島判別主站綜合判別輸電系統運行方式，將判別結果送至該站穩控裝置和直流站控系統進行控制。

2.5牛從直流穩控系統功能策略設計

聯網方式：

①牛從直流雙極及以上同時或相繼閉鎖事故，送端切溪洛渡右岸和甘頂站機組，受端切廣東負荷；②溪洛渡右岸送出線路N-2故障，限制牛從直流功率和切溪洛渡右岸機組；③系統高周時切溪洛渡右岸機組；④云南電網線路故障，永豐站通過甘頂站切溪洛渡右岸機組；⑤溪換、甘溪和甘換線路過載時解列過載線路。

孤島方式：①牛從直流極閉鎖事故，送端欠切溪洛渡右岸機組，受端切廣東負荷；②溪換線N-2（A類孤島時甘溪線可作為溪換第4回線）故障，限制牛從直流功率和切溪洛渡右岸機組；③系統高周時切溪洛渡右岸機組；④聯網轉孤島頻率控制時根據溪洛渡右岸與牛從直流功率差額欠切溪洛渡右岸機組。

3 溪洛渡右岸電站穩控裝置

3.1溪洛渡右岸穩控裝置配置

溪洛渡右岸穩控裝置作為牛從直流穩控系統的切機執行站和控制子站，既要執行控制主站的切機命令，又要實現就地穩控功能，為保證其安全可靠，采取雙系統冗余配置。由于溪洛渡右岸機組和送出線路較多，設備分布較廣，需采集和交換的信息量大，因而穩控裝置每套系統均采用分布式體系設計，一臺RCS-992A主機和四臺RCS-990A從機按模塊組裝放置在采集或控制的設備附近，構成主從式單層結構，見圖3.主機負責與牛寨、甘頂穩控主站和四臺從機進行通信，接收牛寨、甘頂站傳來的信息和命令（包括牛寨站的孤島判別信息），根據控制策略實現系統穩控功能。

#1、#2、#3從機負責采集GIS兩條母線三相電壓；四回送出線路三相電壓、電流；九臺機組變高壓側三相電壓、電流；各線路邊/中開關位置信號等，并上送主機。

#3從機還接收并執行主機發來的解列過載線路本側開關的命令。

#4從機負責接收并執行主機發來的切機命令。通信接口裝置MUX-22負責主機與牛寨、甘頂站的通信，實現數據和命令的遠方收發。主機和#1從機配置在主機柜內，#2、#3從機配置在從機柜內，#4從機配置在執行柜內。主機柜和從機柜放置在GIS保護控制盤柜室，執行柜放置在機組控制小室。