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一种混合级联直流输电系统控制方法


技术摘要:
本发明公开一种混合级联直流输电系统控制方法,所述方法用于混合级联直流输电系统,所述混合级联直流输电系统包括整流换流站和逆变换流站,所述逆变换流站包括至少一组混合直流换流器,所述混合直流换流器包括串联连接的电流源型换流器和电压源型换流器,所述控制方法  全部
背景技术:
高压直流输电系统可分为两种类型:基于晶闸管技术的常规直流输电系统(LCC- HVDC)和基于全控型电力电子器件技术的柔性直流输电系统(Flexible-HVDC)。其中,常规 直流输电系统(LCC-HVDC)成本低、损耗小、运行技术成熟,目前,世界上正在运行的直流输 电系统几乎都是LCC-HVDC系统,但常规直流输电系统(LCC-HVDC)存在逆变侧容易发生换相 失败、对交流系统的依赖性强、吸收大量无功、换流站占地面积大等缺点。而新一代的柔性 直流输电系统(Flexible-HVDC)则能够实现有功功率及无功功率解耦控制、可以向无源网 络供电、结构紧凑占地面积小、不存在逆变侧换相失败问题等优点,但其存在成本高昂、损 耗较大等缺陷。 因此结合常规直流输电和柔性直流输电的混合直流输电系统将具有很好的工程 应用前景。目前混合直流输电系统的拓扑结构主要有如图1所示的对称单极接线的混合两 端直流输电系统和图2所示的对称双极接线的混合两端直流输电系统。这两种系统结合了 常规直流输电损耗小、运行技术成熟以及柔性直流输电可以向无源网络供电、不会发生换 相失败的优点。 但图1和图2中的混合直流输电系统,当逆变侧电压源型换流器所连接的交流电网 发生故障时,直流系统的有功功率不能输出到交流侧,而处于整流状态的电流源型换流器 仍然按照既定的功率参考值向直流系统输送功率,此时直流侧电压将会由于能量不断的积 累而快速增加,最终将危及直流设备安全。 在站间通信正常时,可以通过快速的降低整流站输送的功率来避免直流过电压, 或者通过DC  chopper等直流耗能装置来保持直流侧的电压在可控范围内,不至于过高危及 直流设备安全。但是当站间通信均失去后,整流站并不能迅速的知道逆变站发生了故障而 立即采取措施降低输送的功率,因此可能会导致受端换流站严重过电压甚至损坏直流设 备。在站间通信失去时,由于整流站输送的直流功率无法快速调整,DC  chopper等直流耗能 装置也存在过载损坏的风险。
技术实现要素:
本发明的目的是:提供一种混合级联直流输电系统控制方法,解决混合级联直流 输电系统站间通信故障时,不能有效处理直流故障的问题,防止逆变站的设备由于过压过 流而损坏,更好的保护设备安全。 为了达成上述目的,本发明采用如下技术方案: 一种混合级联直流输电系统控制方法,所述混合级联直流输电系统包括整流换流 站和逆变换流站,所述逆变换流站包括至少一组混合直流换流器,所述混合直流换流器包 括串联连接的电流源型换流器和电压源型换流器,所述电流源型换流器包括晶闸管换流 4 CN 111600324 A 说 明 书 2/6 页 器,所述电压源型换流器包括模块化多电平换流器,所述控制方法包括:在检测到直流站间 通信故障时,将所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离,同时调整整流换流 站输送的直流功率;或者在检测到直流站间通信故障时,对混合级联直流输电系统输送的 直流功率进行限幅。 优选地,所述直流站间通信故障包括:所有整流站的换流器与所有逆变站的换流 器失去通信,或者部分逆变站的换流器与所有整流站的换流器失去通信,或者部分整流站 的换流器与所有逆变站的换流器失去通信,或者部分整流站的换流器与部分逆变站的换流 器失去通信。 优选地,所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离是指:混合直流换 流器中的电压源型换流器收到闭锁指令后立即闭锁,并且跳开其所连接的换流变压器的进 线开关,待换流变压器的进线开关跳开后,发出闭合旁路开关命令,闭合旁路开关,或者待 换流变压器的进线开关跳开后,发出闭合旁路开关和旁路隔离刀闸命令,先闭合旁路开关, 待旁路隔离刀闸闭合后打开旁路开关。 优选地,所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离是指混合直流换流 器中的电压源型换流器收到闭锁指令后立即闭锁,并且跳开其直流端口所连接的开关,待 直流端口所连接的开关跳开后,发出闭合旁路开关命令,闭合旁路开关,或者待直流端口所 连接的开关跳开后,发出闭合旁路开关和旁路隔离刀闸命令,先闭合旁路开关,待旁路隔离 刀闸闭合后打开旁路开关。 优选地,所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离是指混合直流换流 器中的电压源型换流器收到闭锁指令后立即闭锁,并且跳开其所连接的换流变压器的进线 开关和直流端口所连接的开关,待换流变压器的进线开关和直流端口所连接的开关两者至 少其一跳开后,发出闭合旁路开关命令,闭合旁路开关,或者待换流变压器的进线开关和直 流端口所连接的开关两者至少其一跳开后,发出闭合旁路开关和旁路隔离刀闸命令,先闭 合旁路开关,待旁路隔离刀闸闭合后打开旁路开关。 优选地,所述直流端口所连接的开关是指电压源型换流器正极所连接的开关或刀 闸,或者电压源型换流器负极所连接的开关或刀闸,或者电压源型换流器正极和负极所连 接的开关或刀闸。 优选地,将所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离的命令由逆变换 流站发起。 优选地,双极混合级联直流输电系统中,控制极优先将所述混合直流换流器中的 电压源型换流器闭锁并隔离,非控制极等待一定时间后将所述混合直流换流器中的电压源 型换流器闭锁并隔离,或者非控制极优先将所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁 并隔离,控制极等待一定时间后将所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离, 或者控制极和非控制极同时将所述混合直流换流器中的电压源型换流器闭锁并隔离。 优选地,所述调整整流换流站输送的直流功率是指依据运行方式的改变对整流换 流站的直流功率参考值或直流电流参考值进行限幅。 优选地,所述对混合级联直流输电系统输送的直流功率进行限幅是指:以直流功 率限制值Pdlim作为上限对混合级联直流输电系统整流换流站的直流功率参考值进行限幅, 所述直流功率限制值Pdlim为预设置值,取值范围为0至混合级联直流输电系统的最大可输 5 CN 111600324 A 说 明 书 3/6 页 送直流功率。 或者所述对混合级联直流输电系统输送的直流功率进行限幅是指:以直流电流限 制值Idlim作为上限对混合级联直流输电系统整流换流站的直流电流参考值进行限幅,所述 直流电流限制值Idlim为预设置值,取值范围为0至混合级联直流输电系统的最大可输送直 流电流。 本发明的有益效果: 1)本发明能够有效解决混合级联直流输电系统站间通信故障时,不能有效处理直 流故障的问题,防止逆变站的设备由于过压过流而损坏,更好的保护设备安全。 2)本发明能够有效解决混合级联直流输电系统由于站间通信故障而不能正常运 行的问题,有效提高直流利用率。 附图说明 图1是对称单极接线的混合两端直流输电系统示意图; 图2是对称双极接线的混合两端直流输电系统示意图; 图3为本发明的混合级联直流输电系统控制方法示意图一; 图4为本发明的混合级联直流输电系统控制方法示意图二; 图5是整流站由两个晶闸管换流器串联,逆变站为3个模块化多电平换流器并联后 通过直流输电线路与一个晶闸管换流器串联组成的混合级联多端直流输电系统。
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