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高压直流输电系统控制与保护设备 第2部分:交直流系统站控设备 (平装) 内容概述 本书聚焦于高压直流输电（HVDC）系统中的关键组成部分——交直流系统站控设备。作为电力系统稳定运行和高效输电的基石，站控设备承担着对整个换流站的运行状态进行实时监控、控制、保护以及与外部调度中心的通信等核心职能。本书深入探讨了这些设备的具体架构、技术要求、功能实现以及在实际工程中的应用，旨在为电力工程技术人员、科研人员以及相关专业学生提供一份详尽的技术参考。 核心章节解析 第一章：HVDC站控系统概述与基本原理 本章首先介绍了HVDC技术在现代电力系统中的战略地位及其发展趋势。重点阐述了HVDC系统站控设备在整个控制保护体系中的位置和作用，明确了其与直流控制系统（DCS）、交流系统保护以及外部调度的接口关系。 1. HVDC站控系统的架构设计： 详细分析了站控系统的分层结构，包括现场I/O层、过程控制层（PLC/RTU）和监控管理层（HMI/SCADA）。对比了传统集中式控制与分布式控制系统的优异性及其在不同电压等级HVDC项目中的适用性。 2. 通信协议与标准： 深入解析了站控系统与现场设备、上级系统之间常用的通信标准，如IEC 61850在站控层和过程层中的应用规范，以及专用的光纤通信链路设计要求，确保数据传输的高可靠性和低延迟性。 3. 时间同步技术： 讨论了在复杂多站点的HVDC系统中，实现精确时间同步（如采用GPS/北斗授时）对于故障录波和保护动作协同分析的重要性。 第二章：站控设备的功能模块与实现 本章是本书的技术核心，详细剖析了站控系统必须具备的各项核心功能模块及其软硬件实现细节。 1. 运行监视与遥测采集： 阐述了如何对换流阀组电流、电压、交流侧参数（如无功功率、频率、电压）以及直流侧参数（如直流电压、电流、功率）进行高精度、实时采集。分析了数据采集的精度要求和滤波处理技术。 2. 远程控制与操作逻辑： 详细描述了站控系统对主设备（如断开/合上直流开关、有功/无功功率指令下发、定值修改等）的闭锁逻辑和操作流程。重点介绍了基于操作票系统的安全控制机制，防止误操作。 3. 告警管理与故障诊断： 探讨了站控系统如何接收、分类和处理来自不同子系统（包括阀控系统、励磁系统、直流滤波装置等）发出的告警信息。设计了故障树分析模型，以辅助操作人员快速定位故障源头。 4. 定值管理与版本控制： 阐述了保护定值、控制参数的存储、修改、校验和下发流程。强调了定值修改需要多级授权和操作记录的不可篡改性，以满足安全监管要求。 第三章：站控系统与保护系统的交互 站控系统与快速作用的直流保护系统之间需要建立安全、可靠的交互机制，本章对此进行了专门探讨。 1. 保护状态的实时监控： 描述了站控系统如何接收来自直流保护设备（如过电流保护、功控保护、换向失败保护等）的动作信息和健康状态信号。 2. 保护的闭锁与解列： 分析了在特定工况下，站控系统如何根据预设逻辑对某些快速保护功能进行暂时的抑制或解除闭锁的条件。同时，详细介绍了站控系统在接收到主保护跳闸信号后，执行站内设备顺序隔离和降负荷操作的逻辑流程。 3. 故障录波数据的管理： 阐述了站控系统如何触发和管理不同采样率的故障录波设备（暂态录波器、事件记录仪），并对采集到的海量数据进行初步整理和存储，以备后续分析。 第四章：通信与网络安全（SCADA接口） 站控系统的最终目标之一是实现与上级调度中心（SCADA系统）的有效通信，本章聚焦于此接口的安全性和可靠性。 1. 通信链路的冗余设计： 详细介绍了站控层采用的多种冗余通信方案，如双光纤环网、不同路径路由、多主机冗余等，确保在单一设备或链路故障时不影响数据上送和指令下达。 2. 数据映射与传输规约： 剖析了站控系统与调度中心之间的标准数据点表（Tag List）的建立过程，以及数据打包、校验和传输所遵循的规约（如IEC 60870-5-104或基于TCP/IP的定制协议）。 3. 网络安全防护： 鉴于HVDC系统对国家电网安全的重要性，本章详细介绍了站控网络的安全纵深防御体系，包括防火墙部署、入侵检测系统（IDS）、访问控制列表（ACL）配置，以及针对工控系统的特定安全加固措施。 第五章：工程实施、测试与验收标准 本章将理论知识与实际工程相结合，指导读者完成站控设备的集成与调试工作。 1. 设备选型与集成： 讨论了在不同电压等级（±500kV, ±800kV等）和不同技术（MMC, LCC）的HVDC项目中，站控硬件（如工控机、冗余电源、I/O模块）的选型原则和兼容性要求。 2. 系统调试与联调： 提供了详细的站控系统调试大纲，包括I/O点表验证、软件逻辑自测、与现场设备的回路试验、以及与上级调度系统的模拟通信测试流程。 3. 标准符合性验证： 参照国家电网或行业标准，详细列举了站控设备投入运行前必须通过的性能指标测试项目，如实时性测试、抗干扰能力测试和长期稳定性测试。 适用读者对象 本书适合于从事高压直流输电工程的设计、调试、运行维护的电气工程师、自动化工程师，以及高等院校电力系统及其自动化、高电压技术专业的高年级本科生和研究生。通过本书的学习，读者将能够全面掌握现代HVDC站控设备的技术内涵和工程实践要点。
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