GB/Z20996的本部分提供了高压直流系统动态性能的综合导则。本部分中的动态性能是指其特征频率或时间区域覆盖暂态条件到稳态条件之间范围的事件和现象。它涉及到的动态性能应属于在稳态或暂态条件下,两端高压直流输电系统与相连的交流系统或其部件,如电厂、交流线路和母线、无功源等之间的相互影响。两端高压直流输电系统采用由三相桥式接线(双路)组成的12脉动(波)换流器单元构成,具有双向功率传输能力。换流器采用由无间隙金属氧化物避雷器进行绝缘配合的晶闸管阀作为桥臂。本部分中未考虑二极管换流阀。对于多端高压直流输电系统虽未特别提及,但本部分中的许多内容也适用于多端系统。GB/Z20996由三个部分组成。第1部分稳态,第2部分故障和操作,第3部分动态。在制定与编写过程中,已经尽量避免了三部分内容重复。因此,当使用者准备编制两端高压直流系统规范时,应参考三个部分的全部内容。对系统中的各个部件,应注意系统性能规范与设备设计规范之间的差别。本部分没有规定设备技术条件和试验要求,而是着重于那些影响系统性能的技术要求。本部分也没有包括详细的地震性能要求。另外,不同的高压直流系统可能存在许多不同之处,本部分也没有对此详细讨论,因此,本部分不应直接用作某个具体工程项目的技术规范。但是,可以以此为基础为具体的输电系统编制出满足实际系统要求的技术规范。本部分涉及的内容没有区分用户和制造厂的责任。 GB/Z 20996.3-2007 高压直流系统的性能 第3部分：动态 GB/Z20996.3-2007 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 29. 200;29.240. 99
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 20996.3—2007/IEC/TR60919-3:1999高压直流系统的性能
第3部分：动态
Performance of high-voltage direct current (HVC) systems-Pari 3: Dynamic conditions
(IEC/TR 60919-3:1999,IDT)
2007-06-21发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
GB/Z20996.3—2007/IEC/TR60919-3:1999目
规范性引用文件
高压直流动态性能规范概要
交流系统潮流和频率控制
交流态电压控制及与无功源的相互影响6交流系统暂态和静态稳定性
较高频率下高压自流系统的动态性能8次同步谐振·
与电厂的相互影响
参孝文献
GB/Z 20996.3—2007/1EC/TR 60919-3:1999前言
CB/Z20996《高乐直流系统的性能》是国家标准化指导性技术文件，共包括以下3个部分：第1部分：稳态；
第2部分：故障和操作；
第3部分：动态，
本部分为第3部分，等同采用IEC/TR60919-3：199高压自流系统的性能第3部分：动态》。有关技术内容和要求的规定完全相同，编辑格式按我国压家标准GB/T1.12000规定。本部分出中国电器工业协会提出。本部分由全国电力电子学标准化技术委员会(SAC/TC 60)归本部分负责起草单位：中国电力科学研究院、北京网联直流输电工程技术有限公司。本部分参加起草单位：西安电力电子技术研究所,西安商压电器研究所、西安西电电力整流器有限公司，南方电网技术研究中心，机械工业北京电工技术经济研究所。本部分上要起草人：王明新、陶瑜、周观允、程晓绚、李侠，饶宏、孟庆东、马为民、蔚红旗、苟锐锋、方晓燕、曾南超、赵嘛君、田方，本指导性技术义件是百次发布，本指导性技术义件山全国电力电子学标准化技术委员会负责解释，I
GB/Z 20996.3—2007/IEC/TR 60919-3.1999引言
高压直流输电在国电网建设巾，对于长距离送电和人区联网有着非带广的发展前景，是自前作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。根据我国直流输电工程实际需要和高压直流输电技术发展趋势开展的项日在引进技术的消化吸收、国内直流输电工程建设经验和设备白主研制的基础.1：研究制定高压直流输电设备国家标准体系。内容包括基础标准、主设备标准和控制保护设备标准：项目已完成或正在进行制定共19项国家标推：（1）《高压直流系统的性能第一部分稳态》（2）《高压直流系统的性能第二部分故障与操作》（3）“高压直流系统的性能第三部分动态》（1）高压直流换流站绝缘配合程序》（5）&高压自流换流站损耗的确定》（6）《变流变压器第二部分高压直流输电用换流变乐器》（7）《高压直流输电用池浸式换流变压器技术参数和要求》（8）《高压直流输电用池浸式平波电抗器》（9）《高压直流输电用油浸式平波电抗器技术参数和要求》（10）《高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则》（11）《高压直流输电用并联电容器及交流滤波电容器》（12）高压直流输电用直流滤波电容器》（13）《高压直流输电用普通品闸管的股要求》（14）《输配电系统的电力电-于技术静止无功补偿装置用晶间管阀的试验》（15）《高压直流输电系统控制与保护设备》（16）高压直蔬换站噪音》
（17）“高压直流套技术性能和试验方法系（18）《高压直流输电用光控晶闸管的殿要求
（19）直流系统研究利设备成套导则1范围
GB/Z 20996.3—2007/1EC/TR 60919-3:1999高压置流系统的性能
第3部分：动态
GB/Z20996的本部分提供了高压自流系统动态性能的综合导则。本部分中的动态性能是指其特征濒率或时间区域获盖暂态条件到稳态条件之问范画的事件和现象。它涉及到的动态性能应属十在稳态或暂态条件下，两端高压直流输电系统与相连的交流系统或其部件，如电厂、交流线路和母线、无功源等之间的相互影响。两端高压直流输电系统采用由三相桥式接线(双路）组成的12脉动（波)换流器单元构成，具有双向功率传输能力。换流器采用山无间隙金属氧化物避雷器进行绝缘配合的晶阑管阀作为桥臂。术部分中未考愿二极管换流。刘丁多端高压直流输电系统虽未特别提及，但本部分中的许多内容也适用于多端系统。
GB/Z20996山三个部分组成。第1部分稳态，第2部分故障利操作，第3部分动态。在制定与编写过程中，己经尽量避免了三部分内容重复。因此，当使用者推备编制两端高压直流系统规范时，应参考三个部分的全部内容。
对系统中的各个部件，应注意系统性能规范与设备设订舰范之间的差别，本部分没有舰定设备技求条件和试验要求，而是着重丁那些影响系统性能的技求要求。本部分也没有包括详细的地震性能要求。另外，不同的高压直流系统可能行在许多不同之处，本部分也没有对此详细讨论，因此，本部分不应直接用作某个具体工程项日的技术规范。但是，可以以此为基础为具体的输电系统编制出满足实际系统要求的技术规范。本部分涉及的内睿没有区分用户和制造厂的责任：2规范性引用文件
下列文件中的条款通过CB/么20996的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注明口期的引用文件，其随后所有的修收单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用丁本部分。然而，鼓勋根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分
(GB/Z20996.12C07高乐直流系统性能第1部分：稳态IE(/TR60919-11988,1ID)T）GH/Z20396.2—2G07高压直流系统性能第2部分：故障和操作(IEC/TR60919-2:1991,)T)3高压直流动态性能规范概要
3.1动态性能规范
高压自流系统完整的动态性能规范应包括以下章节：交流系统潮流和频率控制（见第4竞）；一交流动态电压控制及与无功源的相互影响（死第章）：…交流系统暂态和静态稳定性（见第6章）-一一较高频率下高压直流系统的动态性能（见第7章）；—次同步振（见第8章）；
与电厂的相影响（见第9章）。
第4章涉及利用高压直流系统的有功功率控制影响相关交流系统潮流和/或频率，以改善交流系统的性能。在设计高压直流有功功率控制模式时应考虑以下几点：1
GB/Z20996.3--2007/1EC/TR60919-3:1999）稳态运行时，使交流系统损耗最小；b）稳态运行和扰动时，防止交流输电线过负荷；c）与交流发电机调速器控制配合；）稳态运行和扰动时，抑制交流系统频率遍差在第5章中。当采用交流母线电压挖制时，应考虑高压直流换流站和其他无功源（交流滤波器、电睿器纽、并联电抗器、静止尤功补偿装置、同步调相机)的电压和无功功率特性，以及它们之间的相互作用：在第6章中，对通过控制高压直流有功和无功,以阴尼机电振药来提高互联交流系统的静态和/或暂态稳定性的打法迹行了讨论，第7章涉及一个高压自流系统，由于换流器产生的特征谐波和非特征谐波所与起的在分之一下题以上频率范用内的动态性能；也讨论了防止失稳的措施。在第8章中，考虑了由于高压直流控制系统（定功率和定电流调节方式）与火电厂的涡轮机在它们的自然频率下，发生扭矩放大和机械振荡的现象；定义了次同步振荡阻尼控制的规范。在第9章中，考虑了一个电广与电气距离较近的高压直流系统之间的相互影响，考虑了核电站的些特点和对高压吉流系统可靠性的要求。3.2一般说明
对于所要考虑的高压直流系统，其任何设计要求均应在稳态性能（GB2099G.1）和暂态性能(GB/Z.20996.2)所覆盖的设计限制之内。在制定高压直流系统动态性能规范时，应以详细的电力系统研究为基础，确定正确的高压直流系统控制策略，并规定输人信号的优先级和处理方法4交流系统潮流和频率控制
4.1概述
高压直流系统的有功控制能够用于控制相连交流系统的潮流及频率，以改善交流系统在稳态运行和扰动下的性能。该章说明高压直流有功功率运行方式可用于改善交流系统性能，以达到如下日的：—-稳态运行时高压直流功率控制用于使电力系统总损耗最小！一批动以及稳态条件下，高压直流功率控制用于防止交流线路过负荷；一高压直流功率控制与交流系统发电机调速器控制配合：一在稳态运行以及抗动时，高压直流功率控制用于抑制交流系统频率偏差。使用有功和/或无功的力式米改善交流系统动态和暂态稳定性，或改普交流电压控制·在第5章和第6章论述。
4.2功率潮流控制
4.2.1稳态功率控制要求
高压直流系统的功率控制通常可用于使电力系统总损耗最小、防此交流输电线过负荷，或与交流发电机的调速器控制配台。随着高压直流系统在整个电力系统中的作用变化，对直流动率控制的要求啦有所不同。
当高压直流系统用于输送远端发电站功率时.高压直流传输功率控制需与发电厂发电机调速器控制配合，此时发电机的电压，频率，或转速可以作为高压直流功率控制系统的参考，当-一个高压直流系统连接两个交流系统时，在常规条件下按预定方式控制高压直流功率；们可在此高压直流功率摔剂下附加一个功能，以便挖榨制任何-一端或两端交流系统的数率：当其中：个交流系统是个独音系统时，如向孤岛供电，此吋该独立变流系统就必须中高压直流系统实现赖率挫制：在4，3中讨论由高压直流系统控制交流统频率。当两个交流系统通过一个以1的直流系统样连，或同时由直流租交流线路连接时，或当一个直流系统处于：个交流系统中时，均可对高压直流功率进行控制，以使熟个互联系统的总输送损耗最小在上述交/直流系统结构的此工况下,控制高压直流系统功率的变化,能够防止电力系统中条2
或多条输电线路过负荷，
GB/Z 20996.3—2007/IEC/TR 60919-3:1999在某些特殊的高压直流控制方案中，例如方案设计为扰动过程中或扰动后增加直流功率以改善交流系统的性能，稳态直流传输功率必须设置在限定范制内，以使此控制被启动时，育流功率就不会超山直流额定功率或过载能力。此时还必须考虑为高斥直流换流器和交流系统提供所需的无功功率，在稳态控制要求的规范中应考虑以下a)到g)项的需要。在制定规范时应注意，由于完整的稳态控制要求可能还没有设计或决定，因此，应为将米可能的输人留有裕度。a）当设计的潮流控制系统有多个功能时，包括交流系统频率控制，应对这些控制功能设置优先。
在稳态条件下，防止交流线路过负荷控制的优先级通带高于其他潮流控制，对于使电力系统b)
损耗最小的控制，或是通过电力系统数据确定的预臀直流功率参数控制实现，或是根据负荷调度中心的在线计算执行操作，通常它的控制响应较慢，达几钞或几分钟甚至更长。c）在孤岛系统或有大型直流输电接人的系统，频率通常由高压直流功率维持。此时，高压直流频牵控制优先于系统损耗最小控制，但它可能受到过负荷保护的限制。无功需求随着功率变化心改变，这可能导致频懿切焕无功补偿装置，此时，需要特殊的交流电压控制措施，例如通过换流单元的尤功控制，或对高压直流功率变化幅值设置限制等。e）应对电力系统所需的特殊功率指令调节信号加以确定、研究和规范。不允许这些信号引起直流电流或功率，或交流电压偏差超过装置和系统的额定值和限制值。当两个或更多的输人信号同时要求直流系统功率调节时，必须对其建立优先级并进行协调。双极直流系统通常要求直流功率和电流在各极之间有效均分；当个极退出，剩余极的过负f
应能使交流系统的潮流、虎压和频率的扰动最小。直流系统送，受端之间通信中断不应引起对交流系统的扰动，规范至少应要求：在通信中断g
时，保持输送功率不变。果在信綫路暂时中断时仍需墓如频率控制这样的辅加功能，均成在规范巾规定。
4.2.2功率阶跃变化的要求
在某些条件下，出力系统在扰动中或扰动后，要求高压首流系统功率阶跃变化以改善交流系统的性能，有时，这种功率阶跃变化世包括首流功率反转。通常通过改变设置的直流系统功率指令定值，或遭过改变功率范固以响应输人信号，来实现直流功率阶妖变化。阶跃变化需要的功率变化率和直流功率变化的限制量，成被限制在交流系统要求的范围内进行调节。例如，对丁不同的事件可以要求不同的变化率。当功率价嵌变化包括功率反转时,应特殊考虑：
在规范直流功率阶跃变化时，所应考虑的电力系统扰动包括：交流线路跳间.失去人的供电电源、交流系统频率大幅度降低、突然增加或减少电力系统负荷导致的人幅度频率偏移等。在述一些电力系统批动中，交流系统矩将出直流系统提供的交流频率控制来支持。在设计和规定高压直流控制功能时，应针对各种电力系统条件，详细考察功率阶联功能的影响最好规定功率变化的限制和范围，以及变化率，而不足规定定值。可以在直流系统运行时逃行定值调整。高压直流功率阶跃变化的启动信号包括：过负荷继电器信号；或送到高压直流换流站特别的输电线踏跳间信号；或在高压直流换流站以及交流系统某些点测得的交流系统频率等：传输这些启动信号的通信系统延时将影响自流或交流系统的性能。因此，对某些情况，需要高速通信系统。当信号传输延时太长时,应考愿具影响，
某些情记，信号要同时送给两个高压直流换流站或一个高压直流换流站需要接受多个信号，此时必须设置控制功能的优死级。
自流功率阶跃变化量可能受交流和直流系统条件的限制，因此需要在特定工况下检测系统条件的变化，更新其限制值。
GB/Z 20996.3—2007/IEC/TR 60919-3:1999特别是当直流系统功率阶跃变化很大时，可能会使交流电压产生相当大的变化，因此，需研究交流电压充许波动的范圖进品决定功率阶喉变化的限制，或是提山一种特殊的交流电压控制方法，在稳态运行和暂态条件下，充许的交流电压偏移限制可能不同，应分别予以规定，当高压直流系统与一个高阻抗和/或小惯性的交流系统相连时，直流功率阶跃变化对交流系统电压稳定，暂态稳定和频率都有不利的影响，在此情说下，必须限制功率的变化率和变化量。或是提出其他特殊的方法来阻止交流系统动态性能的恶化，当一个高压直流系统和两个交流系统互联时，必须详细评定直流功率阶妖变化的影响，不仅要考虑发生扰动的交流系统，而且要考意另一个未发生故障的交流系统的情况。此内容来自标准下载网
当直流功率阶跃变化会造成直流电流低于高压直流系统充许运行的最小值时（通常是额定电流的5%到10%），换流器运行应限制在正向最小电流：否则，经过一段充许时间的低电流运行后，换流成被闭锁，或规定运行电流应降到零。在失去通信时，因为逆变器控制的限制和可能对交流系统运行带来的危害，除非采取特殊的控制策略，否则电流的阶欧变化一般不应大于电流裕度。当高压直流系统必须从空载备用状态起动以响应一个功率阶跃变化指令时（参见GB/Z20996.1-2007的7.4），可能还要考虑其他因素。4.3频率控制
利用高压直流系统控制交流系统率，可用于以下情况a）个从远端电源送电的直流系统，送端和/或受端所连接交流系统的频率控制；b）个孤岛或列的交流系统，当它通过直流系统与一个大交流系统互联时的频率控制；c）通过高压直流系统互联的任一端交流系统的频率控制，同时要考虑另一端系统的频率交流系统频率控制，或作为稳态条件下顺率的持续控制功能，或是当交流系统的频率偏差超出了某限值时执行的控制功能：频率控制可能仅在某些情况下才起作用，例如，当与高压直流换流站连接的地区交流系统（独立）与主交流系统无联系时。因此，规范应规定频率控制功能的任务和特性要求，如果利用改变或调节直流系统输送功率来控制受端的频率，直流系统的频率控制就必须与其连接的任-台相关交流发电机的调速器控制进行协调。还可利用异步的送端系统暂态题率偏差能力支持受端系统，进证提出交流发电设备的设计要求。当高压直流换流站在电气上远离交流系统中心时，高压直流换流站的交筑电压相角完全随功率变化而改变，此时频率信受的响应速度将减慢。为了避免这种低速的响应，可在交流系统中心检测频率信号，并将其传输给高压直流换流站。在频率控制时，为了使交流系统电压的波动维持在允许的范围内，要求提供功率变化和功率变化率的限制，或者采用特殊的电压调节法，例如利用换流器或静态无功补偿装置控制无功功率应该规定在稳态频率控制期间，允许的电压波动限制值当直流系统承担交流系统频率控制时，如果配合不当，可能使发电机频率控制减弱，当两个不同的电力系统互联时，应对高压直流系统的频零控制规定括当的死区，或赖率摔制中应采用适当的增益，认过宜流功率轻制来补偿尺的或央速的题率波动，而满过属于独立交流系统的电广来整制小的，慢速的频率波动，
对于严重扰动时的频率控制，应进行设计的修正，例如：大型发电机组跳闸引起的扰动；如架发电机组的跳闸信号传输给高压直流换流站去启动控制作用·则可以更有效地实现频率控制，频率控制时直流功率的快速和大幅度变化，可能引起交流系统的过电压或电压降低。这种情况可通过限制功率变化率或采用快速无功补偿来缓解，应规定允许的过电压或电压降低的数值，以及充许的持续时间，
当实施直流功率控制米实现频率控制时，通常需要提供快速通信適道，例如在两个高压直流换流站间安装微波通道。当两个直流快流站间通信中断时，频率控制通常受到实施电流控制的换流站侧交流4
系统的限制。
GR/Z 20996.3—2007/IEC/TR 60919-3: 1999当频率检测点远离高压直流换流站控制端时，或准备利用交流系统提供的特殊信号启动频率控制作用时，要求使用通信通道。
在任何工况下，都应该计及通信延时的影响。对于通信通道的说明，参考GB/Z20996.1—2007的第13章。5交流动态电压控制及与无功源的相互影响5.1概述
负荷收变，倒闸操作或故障时引起的无功潮流变化，会在交流电网中产生电压波动。对丁高阳抗交流电力系统，即短路容量低，电乐波动大的系统，电压控制的篇要就更为明显。成对电网电压的突然变化量规定个适当的限制慎，例如，经常发生的电压波动应小于3%，尔发牛的电压波动应小于10%。
在低短路容量的电网中，由于人的负荷变化及甩负荷会造成超过正常运行范围的高暂态过电压，它可能危及变电站设备，此时可切除无功源对其进行限制。应该规定可接受的暂态过电压限制值和持续时间。
5.2高压直流换流站及其他无功源的电压和无功特性可来用不同的设备求实现高压直流换流站交流母线的动态光功和电压控制。1给出一个高压直流换流站的无功补偿设备示意图，无功补偿设备的选取应考虑交流电网特性和高压直流换流站有关数据的要求，以及对各种可能方案的经济评估。5.2.1换流器作为有功/无功源
高压直流换流器的有功/无功与以下因素有关：-—换相阻抗；
一…换相电压
--—整流器的触发角α或逆变器的关断角；直流电流。
换流器的运行时闻常数是由控制系统、测量系统以及直流输电线的时问常数组成。如果典型控制系统时间常数范围是几毫秒，其触发角利关断角的控制将在小于20ms的范围内，而整个直流系统的响应时间通带在50 ms~150 ms之间。除了换流器的触发控制，还可过分接开关进行控制，但每级分接开关的改变要有儿秒的延时，因此，这种控制不能用于快速有功/尤功控制，只能用于调整最优运行条件的新运行点。考动态二况时，换流器的有功/光功特性可参见图2所示（或参见（B/Z20996.1-2007的图15）：图2中所给定的最大自流电流，以及从儿度到90\的触发角运行有效范用可以作为理论值使用。然而，实际的变化范用要受到设备的设计和运行条件的限制。下述为不同动态运行条件下换流器特性的一-些实例:
……在定触发角α或定关断角？运行时，动态工况的无动功率随有动动率变化的相应曲线由阁2的曲线表示
一当有功功率改变时无助功率保持恒定（图2的b线）,触发角μ或关断角随之改变。如果换流站确定了相应的应力要求，则恨据交流电网的要求，曲线a和两线b之间面积范围内的所有运行点都可用于动态控制国的在背靠背直流系统中，换流器的无功控制可在较人范围内进行；对于长距离或电缆输电系统，换流器无功控制的范围将受到定的限制，它首先要考虑保持直流线路或电缆的电压恒定，以经济地输送有功功率。
当一个筷流器用于无功控制时，必须考患对另一端换流器运行的影响。尽管两个换流器在背靠背GB/Z 20996,3—2007/IEC/TR 60919-3:1999连接时被一个平波电抗器隔离在两端输电的情况下由多个平波电抗、直流线路或电缆、直流滤波器隔离·但一个焕流器的有功/无功动态改变将影响另一端换流需的有功/无功，因此，必须对高压查流系统两端的控制进行协请，
对远距离架空线或长电缆翰电线路，直流输电系统较长的响应时间会影响有功/无功的动态性能，但可通过两端通信信号加以协调。如果通信系统故障，两端间的协调可以基丁控制中的电压/电流控制特性行，这时控制响应较慢。在背靠背换流站中控制的协调更易实现。5.2.2与高压直流换流站母线潮流有关的交流电网电压特性在进行动态电乐控制时，重要的是描述不同电压水平下，交流母线上有功/无功与交流电网特性的关系：图3是这种稳态性能的典型而线。为保持某一电压（如，额定电压1P.u.）恒定，每个直流换流站要据无功和有功的关系来规定高压直蔬换流站成该输出或消耗的无功。图3可用于确定动态电压控制，曲线通常通过潮流和稳定程序计算得到。此外把交流电网简化为个简单的戴维南（Thevenin)等电路（见图4)也是行的。在发电机远离高压直流换流站母线的交流网络巾，励磁电乐F(图4)近似地维持恒定，仪当交流心网的结构改变，如输电线路、负荷或发电机跳闸时小改变。们当发电机处在高压直流换流站附近时，有功/无功功率工况和相应电压工况的变化将会影响发电机的电压。发电机励磁控制将会动作并影响高压换流站母线的电压工说电压变化时叫带数大约是10m~500ms；当发电机与高压直流换流站的也气距离很近时，例如，独立发电机一高正直流网络结构，该值会更小，对于这种馈人方式的高压直流系统需要考总更多的细节，例如高压直流控制和发电机电压控制必须紧密协调等，5,2.3用于高压直流换流站无功补偿的交流滤波器、电容器组利并联电抗器的电压特性为了满足稳态工况下的无功需求，常需要安装交流滤波、电容器组和并联电抗器，为至少满足谐波特性所需的最小交流滤波器纽应连接在高压直流换流站，其余可投切的无功补偿设备也可用丁动态电压崧制和系统所需无功的调节，尤功补偿设备的穿量由交流电网的需求决定，并应限制投切时出压的阶跃变化，在换流器运行时，可利用换流器摔制的帮助抑制无功功率的变化。以减小换流器运行时无功设备投切与起的势态电压变化，可实施双重操作，例如同时控制投人和切除不同穿量和型号的无功设备，用丁减小无功的变化。衣对无功补偿设备进行规划配置时，应考虑交流合闸时间、控制系统处理时间，以及这些设备的放电或工作周期等限制因素。还应特别考虑电气回路关的操作式，包括在误操作或故障情况叫设备的智态恢复电乐（TRV)，
5.2.4静止无功补偿装置（5C)的电压特性可通过静止无动补偿装置来控制交流网络的动态电压，当高压直流换流站退出运行或换流器无功功率控制出于其他原因不能实现时，静止尤功补偿装置可用于高压直流换流站母线的电压控制。与高压直流换流站卧线连接的静止无功补偿装置的容阜需根据母线电压变化的要求和需要补偿的无功功率决定，静止无功补偿装置的无功额定值应大丁连接丁母线上的最大投切尤功功率时，平稳地调尿。
静止无功补偿装置的容量还需根据过电压限制要求确定，例如甩负荷时，叫利用静止无功补偿装置的过负荷能力。
当计算静上无功补偿装置的动态补偿时，需考愿连续运行期间的运行点。从连续运行开始，静止无功补偿装置就应有足够的调节范用来维持电压控制。静止无功补偿装置设计的一个重要方面是其可用率间题。如果在静止光功补偿装置可能退出运行时仍要考虑止无功补偿装置的动态性能，则需要有一个备用单，或必须对运行进行限制。5.2.5同步调根机(SC)的电压特性在无惯性或小惯性的交流网络中，同步调相机用亍增大路额定值和惯生。此时同步调相机的容6
GB/2 20996.3—2007/1EC/TR 60919-3:1999量由无功功率和频率控制的要求决定。在弱交流电力系统中，同步调相机通过减小网络阻抗来实现高压换流站的稳定运行，
对于支撑动态电压控制的同步调相机，延合采用具有高顶电压值的快速励磁系统。尽管同步调相机的响应时间常数慢于静止无功补偿装置，但由于同步调相机的内部电压滞斥于它的暂态电抗，增划了交流系统的短路容显，态电压变化吗以固有地、瞬时地被限制在设计所允许的偏移水乎。励磁系统的作用就是使交流电压返回正常的现想运行点，确定同步调相机时，应考其设备的可靠性：由于计划检修的需要和可能的故障情况,在某些情况下需要配备备用单元：
5.3高压直流换流站母线电压偏移高压直流换流站母线交流电网的强度可以用短路比（SCR)来表示：短路比定义为高正直流换流站母线在1p.u.电压时的短路水平(MVA)与额定直流功率(MW)的比值，连接在交流母线上的电容器和交流滤波器明显地降低了短路容量。有效短路比（ESCR）可表达为交流系统短路容量减去连接在交流母线上的电容器和交流滤波器在1.u.电乐下的容性无功补偿量后与直流换流器额定功率的比值，较低的ESCR或SCR值意味着高压自流换流站与交流系统的相互影响更严重，交流网络可根据强度[1]1”，按下述分类：
高 FSCR值的强系统:ESCR>3.0；低ESCR值的中等系统：3.0>ESCR>2.0；一低 ESCR 值的弱系统;ESCR2. 0。在高ESCR的系统中，高压直流换流站有功/无功的改变会导致电压有较小或中度的变化。因此，通常不需要附母线暂态电压控制。通过投切无功设备可实现交流系统和高压直流换流站之间的无功卡衡。
在ESCR低和很低的中等和弱统中，交流网络的变化或高压直流传翰功率的变化可导致电压振满并需要特殊的控制策略，函此：在这些系统中，需要换流器的动态无功控制、附加的静止无功补偿装置或同步调相机。当交流电乐降低时，为广避免电压不稳定，逆变器应该运行在定电流方式或定自流电压方式，该设计既不降低逆变器的功率因数也不增加逆变器消耗的无功功率。在背靠背换流站中，可以用高压直流换流器未控制因另一端交流输电中断而在本端产生的甩负荷过电压（反之亦然）。在故障侧，阀通过劳路继续传输直流电流；在非故障侧，为了吸收儿功功率，阀融发被调整为去控制在这种短路方式下的直流电流，如同采用一个品闸管控制电抗器的力式进行过电压控制。在这种方式下，允许运行的续时间足够用于尤功操作。或名，在装置的额定容量范画内，还可使这个时间尽可能地长，以有足够的时间等待交流系统恢复，进而使直流输电也尽快恢复。但如果甩负狗是由丁高压直流换流站内的故障，这种方法不可用，此时需要其他措施来降低过电压。高压直流输电在冠负荷时的暂时过电压随短路比的减小而增。高路比系统在甩负荷时的过电压倍数低于1.25 P.u.，并在多数情况下低于设备应力的临界值。这种过电压会持续很长时间，直至切除无功设备后才降低，这是强电网供电的高压直流换流站降低暂时过电压常用的方法。在短路比低或很低的系统中，如果没有其他措施限制，其爬负荷过电压倍数会很，会危及交流和高压直流设备或增加换流站的造价。此时，通带要求高压直流换流站的无功控制能限制这种由于全部或部分甩负荷引起的过电压。然而，由于换流站内部故障引起高压直流换流站跳闻时，需晏采取其他措施来降低过电压，例如可来用过电压限制器，或在母线上加装静止无功补偿装置，或来用无功设备的快速跳闸，或装设同步调相机等。5.4换流站与其他无功源的电压和无功的相互作用5.4.1高压直流换流器，可投切的交流滤波器.电容器组和并联电抗器无调节功能的可投切无助元件提供的是阶跃变化的无功无功元件容量的设计应恢投切时电压的：）本部分的正文中,所有方括号内数字均表示奏考文件序号。7
GB/Z 20996.3—2007/IEC/TR 60919-3:1999变化不超过某一限值。通常可投切无功元件配置用于强系统。通过对换流器触发角或关断角进行几度变化的控制，自流系统就可以抵御操作时的无功变化。对于中等强度系统的要求，可以允许使用换流器逆行小范围内的附加无功控制，这仅使换流器的额定值稍有增珊。
在满负荷时,触发角或关断角改变3度，引起高压青流换流站无功的改变量相当于实际有功的10%，它可通过提高约2%的设备额定值来提供这种调节性能（见图2)。如果两个站可相互协调，这剂方法也适用远距离立流输电。带部分负荷时，为了增加相同无均调节量，就需要更人的触发角或关断角：这可能导致低于额定直流电压的运行，并因此将影响另端换流站：较低的直流电压将导致电流增加，以至输电线损耗的增加，在弱电力系统中为广控制电压需要有无功范围变化更大的换器。无功功率的调节范围应牟少为最大可投切无功元件的穿量。此时，需要高压直流焕流站具有更人的额定容量，这将导致成本的增邮这种方法通常更适合于背靠背高压直流焕流站：换流器的电压控制时间常数范围约为10ms～20ms，如果两侧根据每端交流侧的要求来投切无功元件实施同步控制时，尽管实际需要一定的判定时间，原则I可按每步100 ms计及。如果山于每侧有不同的电压条件·而最佳运行条件不能只通过投切无功无件来狱得，则还需要通过改变换流变压器的分接开关求校正电压条件，这种校正很慢,则每步约在几秒的范围，5.4.2高压直流换流器，可投切无功源和静止无功补偿装置如果因为系统弱而需要电压和无功控制，但又不能出换流器来实现，则还可在高压直流换流站母线上安装额外的静止功补偿装置。这种解决方法的优点是：即使在高压直流停止运行或跳间时也可以控制电压，静止无功补偿装實的逆一步成用是交流侧的电压控制不会对直流输电的另一侧产生任何影向。对丁两端高压首流紊统的情况，出静止无功补偿装置控制电压，能便高压百流紊统不考虑无功控制而运行于经济运行点：
应根据调节范调的要求来设计静止无功补偿装置的容量，此容量应大于最大可投切无功元件的容量。应考虑静止无功补偿装置基于「程连续运行时所有可能的运行点，以满足调节的要求。此外，如果要计及出于停运或维修而静止无功补偿装置退出运行时的况，则可考虑使用两个静止无功补偿装置单元，或接受没有静止死功补偿装置运行时的限制。高压直流1程和静止无功补偿装置各白具有时间常数相匹配的控制系统。应仔细研究它们的协调，以避免两者之间可能发生的援荡。5.4.3高压直流换流器，可投切的无功源和同步调相机同步调相机也可用于高压直流换流站母线的动态电压控制。如果交流系统的惯量低，同时出现暂态负荷变化或故障，则会导致无法接受的大的频率偏差，这可采用步调相机。同步调相机可以提供部分所荒的无功补偿和电压控制。电压补偿的时间常数取次同步调相机的励磁系统，追常在1001ns-200 ms 范围内，该时间长于直流控制的时间常数。同步调机可增交流系统的短路容量，因此它有利于防止弱系统巾的电压不隐定。同步调相机的调节范围要大于最人的可投划无功单元，同时应考虑同步调相机所有可能的运行点。由于调相机独追停运和维护附间长，应该考虑有·个或更多的备用机组，或者必须接受没有同步调相机运行时的限制条件，
6壶流系统暂态和静态稳定性
6.1概述
高压直流工程有功和/或无功的可控性可用于改善与其相连的交流系统的暂态和稳态稳定性，以达到良好的运行状态。如果个电力系统在任何小扰动后，达到稳态运行的状态与初始状态相同或接近则称该系统是稳态稳定的：对于个序列扰动（非前述的“小”犹动)之后，系统可以恢复到稳态问步运
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