本發(fā)明屬于柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法、其性能檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

直流輸電技術(shù)被認為是未來電力傳輸?shù)陌l(fā)展方向，相對于交流傳輸系統(tǒng)，直流系統(tǒng)穩(wěn)定性高，傳輸損耗小，特別是隨著高壓大容量功率器件的發(fā)展以及高壓直流斷路器的實現(xiàn)，直流電網(wǎng)已經(jīng)具備了替代交流電網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)，目前直流輸電包含兩種技術(shù)路線，一種是以晶閘管為基礎(chǔ)的電流源型高壓直流輸電技術(shù)(lcc-hvdc)，另外一種是以基于模塊化多電平級聯(lián)換流器的電壓源型高壓直流輸電技術(shù)(vsc-hvdc)，也成為柔性直流輸電技術(shù)，vsc-hvdc技術(shù)相對于lcc-hvdc技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，模塊化多電平級聯(lián)換流器能夠?qū)崿F(xiàn)四象限的運行，實現(xiàn)系統(tǒng)的黑啟動、潮流反轉(zhuǎn)和系統(tǒng)無功的提供/吸收，其輸出波形直流高，因而濾波設(shè)備的成本以及體積相對于lcc-hvdc系統(tǒng)大大降低。

柔性直流輸電由于不存在換相失敗的問題，且電壓諧波含量少，輸出頻率與電壓穩(wěn)定，能快速調(diào)節(jié)有功功率與無功功率，控制靈活性好，可在一定程度上替代傳統(tǒng)直流輸電進行大規(guī)模遠距離送電，還可實現(xiàn)可再生能源、抽蓄等儲能與負荷間的能量靈活交互，實現(xiàn)大規(guī)模清潔能源的接入、匯集與輸送，具有廣闊的應(yīng)用前景。特別是其潮流反轉(zhuǎn)而直流電壓保持不變的特點，使其很容易構(gòu)建成多端直流輸電系統(tǒng)，組成柔性直流電網(wǎng)，實現(xiàn)多電源供電和多落點受電，從而為保證系統(tǒng)全局穩(wěn)定性和潮流優(yōu)化配置提供了良好的技術(shù)實現(xiàn)手段。柔性直流輸電作為新一代直流輸電技術(shù)，除具有傳統(tǒng)直流輸電的技術(shù)優(yōu)點外，還具備有功/無功單獨控制、黑啟動、響應(yīng)速度快、可控性好、運行方式靈活等特點，將柔性直流輸電應(yīng)用到背靠背系統(tǒng)中，還能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)間的異步聯(lián)網(wǎng)，且無需考慮直流線路的損耗。

基于背靠背柔性直流輸電系統(tǒng)的各種優(yōu)點，保證背靠背柔性直流輸電的正常運行尤為重要，由于背靠背柔性直流輸電系統(tǒng)在故障檢修或長時間停運后，在正式投運之前檢測交流換流器、換流變壓器、平波電抗器等直流輸電設(shè)備和直流線路的絕緣水平以及控制系統(tǒng)是否滿足正常的運行需求，常采用的檢測手段為空載加壓試驗(openlinetest)，空載加壓試驗是一項系統(tǒng)帶電的直流輸電調(diào)試試驗項目，是一種特殊的解鎖方式，也叫開路試驗，空載加壓試驗的目的主要檢測換流閥的開通/關(guān)斷能力及耐壓能力、直流一次設(shè)備絕緣水平、二次控制系統(tǒng)順序控制與保護系統(tǒng)動作的正確性，進行空載加壓試驗時，以設(shè)定的電壓速率及電壓參考值給線路加壓，在加壓的過程中，檢測系統(tǒng)在不同電壓能力下的性能，如中國期刊“高壓電器”第48卷第10期《±500kv貴廣直流輸電系統(tǒng)空載加壓實驗分析》就介紹了這種方案。但是該方案只在加壓的過程中進行檢測，對系統(tǒng)的性能檢測不夠全面，也不夠準確，不利于柔性直流輸電系統(tǒng)的在投運后的正常運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法、其性能檢測方法及裝置，用于對柔性直流輸電系統(tǒng)在投運之前的性能檢測不夠準確的的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法，包括如下步驟：

1)設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；

2)根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；

3)根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值。

進一步地，所述高電壓參考值為直流電壓大于等于0.9倍的額定直流電壓且小于等于1.1倍的直流電壓額定值；所述低電壓參考值為直流電壓等于0.9倍的直流電壓額定值。

進一步地，直流電壓上升到高電壓參考值后，需持續(xù)一段時間。

進一步地，所述空載加壓試驗包括手動空載加壓試驗和自動空載加壓試驗，當選擇自動空載加壓試驗時，還需要設(shè)定時間t，所述時間t用于控制直流電壓在高電壓參考值時的維持時間。

進一步地，所述直流電壓上升速率和直流電壓下降速率每分鐘內(nèi)不得超過直流電壓額定值。

本發(fā)明還提供了一種輸電系統(tǒng)性能檢測方法，包括如下步驟：

(1)設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；

(2)根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；

(3)根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值；

(4)在進行空載加壓試驗的過程中，檢測輸電系統(tǒng)在不同直流電壓條件下是否滿足性能要求。

進一步地，所述高電壓參考值為直流電壓大于等于0.9倍的額定直流電壓且小于等于1.1倍的直流電壓額定值；所述低電壓參考值為直流電壓等于0.9倍的直流電壓額定值。

進一步地，直流電壓上升到高電壓參考值后，需持續(xù)一段時間。

本發(fā)明還提供了一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗裝置，包括如下單元：

設(shè)置單元：用于設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；

電壓上升單元：用于根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；

電壓下降單元：用于根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值。

本發(fā)明還提供了一種輸電系統(tǒng)性能檢測裝置，包括如下單元：

設(shè)置單元：用于設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；

電壓上升單元：用于根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；

電壓下降單元：用于根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值；

性能檢測單元：用于在進行空載加壓試驗的過程中，檢測輸電系統(tǒng)在不同直流電壓條件下是否滿足性能要求。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法，設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值。本發(fā)明的空載加壓試驗方法，對直流輸電系統(tǒng)的性能檢測更加精準，保障了柔性直流輸電工程相關(guān)直流設(shè)備的安全可靠，有利于直流輸電系統(tǒng)投運后的正常穩(wěn)定運行。

本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)性能檢測方法，設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值。在空載加壓試驗的電壓上升過程中，檢測相關(guān)直流一次設(shè)備的可靠性以及二次控制保護系統(tǒng)動作準確性；在電壓下降的過程中檢測換流閥子模塊關(guān)斷控制回路是否正常。本發(fā)明的輸電系統(tǒng)性能檢測方法，對直流輸電系統(tǒng)的性能檢測更加精準，保障了柔性直流輸電工程相關(guān)直流設(shè)備的安全可靠性，有利于直流輸電系統(tǒng)投運后的正常穩(wěn)定運行。

附圖說明

圖1為柔性直流背靠背輸電系統(tǒng)手動空載加壓試驗解鎖原理圖；

圖2為柔性直流背靠背輸電系統(tǒng)手動空載加壓試驗閉鎖原理圖；

圖3為柔性直流背靠背輸電系統(tǒng)自動空載加壓試驗原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明：

本發(fā)明的一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法的實施例：

一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法，包括手動空載加壓試驗和自動空載加壓試驗，其中，手動空載加壓試驗包括如下步驟：

1)根據(jù)空載加壓試驗驗證要求，運行人員需要對柔性直流背靠背系統(tǒng)空載加壓試驗一側(cè)進行熱備順序控制狀態(tài)配置，具備該側(cè)投入運行允許，并確保另一側(cè)換流閥閥廳接地刀閘以及聯(lián)接變進線斷路器全部處于分位狀態(tài)，使該側(cè)換流閥與交流側(cè)實現(xiàn)隔離且不接地。

2)運行人員需要在運行人員工作站選擇直流電壓控制模式，確?？蛰d加壓試驗原則正確，并投入空載加壓試驗使能，確?？蛰d加壓試驗允許進行。

3)根據(jù)試驗操作方案，運行人員選擇手動空載加壓試驗，并設(shè)定直流電壓高電壓參考值、直流電壓低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率。

4)運行人員在運行工作站下發(fā)手動空載加壓試驗解鎖命令，如圖1所示，該命令在控制系統(tǒng)通過rs觸發(fā)器進行保持，選擇換流閥充電電壓作為空載加壓試驗起始電壓，且直流電壓從換流閥充電電壓按直流電壓上升速率升至直流電壓高電壓參考值，在直流電壓慢慢上升到設(shè)定值的過程中，與直流母線實際值反饋，使直流母線電壓值與直流電壓參考值相等，該直流電壓上升速率為1分鐘內(nèi)不得超過直流電壓額定值，該直流電壓高電壓參考值為大于等于直流電壓額定值的0.9倍且小于等于直流電壓額定值的1.1倍，同時通過內(nèi)環(huán)控制器產(chǎn)生調(diào)制波，送給換流閥實現(xiàn)空載加壓試驗升壓過程。在直流電壓上升的過程中，檢測相關(guān)直流一次設(shè)備的可靠性以及二次控制保護系統(tǒng)動作準確性，通過相應(yīng)ct檢測換流閥極線的輸出電流判斷一次設(shè)備是否可靠，當輸出電流小于0.05pu判斷為一次設(shè)備的可靠性較低；當直流實際電壓與內(nèi)環(huán)控制器輸出直流電壓參考值的差值大于5％且持續(xù)時間超過5s，則認為空載加壓試驗升壓失敗。

直流電壓上升到高電壓參考值且持續(xù)一段時間后，運行人員在運行工作站下發(fā)手動空載加壓試驗閉鎖命令，如圖2所示，該命令在控制系統(tǒng)通過rs觸發(fā)器進行保持，且選擇當前的直流電壓作為空載加壓試驗起始電壓，此時的直流電壓從當前值按直流電壓下降速率降至直流電壓低電壓參考值，在直流電壓慢慢下降到設(shè)定值的過程中，與直流母線實際值反饋，使直流母線電壓值與直流電壓參考值相等，直流控制系統(tǒng)內(nèi)部將該直流電壓低電壓參考值強制設(shè)定為0.9pu，同時通過內(nèi)環(huán)控制器產(chǎn)生調(diào)制波，送給換流閥實現(xiàn)空載加壓試驗降壓過程。直流電壓升降速率1分鐘內(nèi)不得超過直流電壓額定值；在降壓的過程中，換流閥子模塊根據(jù)直流電壓的下降，逐漸減少所投入子模塊的數(shù)量，檢測換流閥子模塊關(guān)斷控制回路是否正常，若過壓或欠壓大于每個子模塊平均電壓的10％，認為該子模塊關(guān)斷控制回路損壞，失去對igbt的關(guān)斷控制能力，說明空載加壓降壓過程失敗，同時通過旁路開關(guān)隔離該子模塊，待檢測任務(wù)完成后，閉鎖換流閥橋臂調(diào)制電壓，手動空載加壓試驗結(jié)束。

一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗方法，其中，自動空載加壓試驗包括如下步驟：

(1)根據(jù)空載加壓試驗驗證要求，運行人員需要對柔性直流背靠背系統(tǒng)空載加壓試驗一側(cè)進行熱備順序控制狀態(tài)配置，具備該側(cè)投入運行允許，并確保另一側(cè)換流閥閥廳接地刀閘以及聯(lián)接變進線斷路器全部處于分位狀態(tài)，使該側(cè)換流閥與交流側(cè)實現(xiàn)隔離且不接地。

(2)運行人員需要在運行人員工作站選擇直流電壓控制模式，確?？蛰d加壓試驗原則正確，并投入空載加壓試驗使能，確保空載加壓試驗允許進行。

(3)根據(jù)試驗操作方案，運行人員選擇自動空載加壓試驗，并并設(shè)定直流電壓高電壓參考值、直流電壓低電壓參考值、直流電壓上升速率、直流電壓下降速率以及直流電壓在參考值持續(xù)時間t。

(4)運行人員在運行工作站下發(fā)自動空載加壓試驗解鎖命令，如圖3所示，該命令在控制系統(tǒng)通過rs觸發(fā)器進行保持，選擇換流閥充電電壓作為空載加壓試驗起始電壓，且直流電壓從換流閥充電電壓按直流電壓上升速率升至直流電壓高電壓參考值，在直流電壓慢慢上升到設(shè)定值的過程中，與直流母線實際值反饋，使直流母線電壓值與直流電壓參考值相等，該直流電壓升降速率為1分鐘內(nèi)不得超過直流電壓額定值，該直流電壓高電壓參考值為大于等于直流電壓額定值的0.9倍且小于等于直流電壓額定值的1.1倍；同時通過內(nèi)環(huán)控制器產(chǎn)生調(diào)制波，送給換流閥實現(xiàn)空載加壓試驗升壓過程。在直流電壓上升的過程中，檢測相關(guān)直流一次設(shè)備的可靠性以及二次控制保護系統(tǒng)動作準確性，通過相應(yīng)ct檢測換流閥極線的輸出電流判斷一次設(shè)備是否可靠，當輸出電流小于0.05pu判斷為一次設(shè)備的可靠性較低；當直流實際電壓與內(nèi)環(huán)控制器輸出直流電壓參考值的差值大于5％且持續(xù)時間超過5s，則認為空載加壓試驗升壓失敗。

直流電壓上升到高電壓參考值，且直流電壓持續(xù)時間滿足設(shè)定的t時間后，持續(xù)時間t一般不小于1分鐘且不大于60分鐘，執(zhí)行自動空載加壓試驗閉鎖命令，此時的直流電壓從當前值按直流電壓下降速率降至直流電壓低電壓參考值，在直流電壓慢慢下降到設(shè)定值的過程中，與直流母線實際值反饋，使直流母線電壓值與直流電壓參考值相等，直流控制系統(tǒng)內(nèi)部將該直流電壓低電壓參考值強制設(shè)定為0.9pu，直流電壓升降速率1分鐘內(nèi)不得超過直流電壓額定值；同時通過內(nèi)環(huán)控制器產(chǎn)生調(diào)制波，發(fā)送給換流閥實現(xiàn)空載加壓試驗降壓過程。在降壓的過程中，換流閥子模塊根據(jù)直流電壓的下降，逐漸減少所投入子模塊的數(shù)量，檢測換流閥子模塊關(guān)斷控制回路是否正常，若過壓或欠壓大于每個子模塊平均電壓的10％，認為該子模塊關(guān)斷控制回路損壞，失去對igbt的關(guān)斷控制能力，說明空載加壓降壓過程失敗，同時通過旁路開關(guān)隔離該子模塊，待檢測任務(wù)完成后，閉鎖換流閥橋臂調(diào)制電壓，自動空載加壓試驗結(jié)束。

本實施例中的空載加壓的降壓過程可以通過減少所投入子模塊的數(shù)量來監(jiān)測換流閥子模塊關(guān)斷控制回路是否正常，而在升壓過程中則不具備此項檢測功能，這正是本發(fā)明的空載加壓降壓過程的獨特之處，通過增加空載加壓的降壓過程，可以更全面的檢測直流輸電系統(tǒng)的性能，保證直流輸電系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定的運行。

本實施例中的手動空載加壓試驗和自動空載加壓試驗方式為互斥，兩種試驗方式不能同時存在，且一種試驗方式的存在，具備切換到另一種試驗方式的允許。

本實施例中的手動或自動空載加壓試驗過程中，運行人員可以執(zhí)行空載加壓試驗暫?；蚩蛰d加壓試驗繼續(xù)命令，用于檢測不同直流電壓條件下相關(guān)直流一次設(shè)備可靠性以及二次控制保護系統(tǒng)動作正確性。

本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)性能檢測方法，是在空載加壓試驗過程中，檢測相關(guān)直流一次設(shè)備的可靠性以及二次控制保護系統(tǒng)動作準確性以及換流閥子模塊的關(guān)斷控制回路是否正常，其具體實施方式已經(jīng)在上述實施中進行了詳細的說明，在這里不再贅述。

本發(fā)明還提供了一種輸電系統(tǒng)空載加壓試驗裝置，包括設(shè)置單元、電壓上升單元、電壓下降單元。其中設(shè)置單元用于設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；電壓上升單元用于根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；電壓下降單元用于根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值。

本發(fā)明還提供了一種輸電系統(tǒng)性能檢測裝置，包括設(shè)置單元、電壓上升單元、電壓下降單元及性能檢測單元。其中設(shè)置單元：用于設(shè)置高電壓參考值、低電壓參考值、直流電壓上升速率和直流電壓下降速率；電壓上升單元用于根據(jù)所述直流電壓上升速率使直流電壓上升到高電壓參考值；電壓下降單元用于根據(jù)所述直流電壓下降速率使直流電壓從高電壓參考值下降到低電壓參考值；性能檢測單元用于在進行空載加壓試驗的過程中，檢測輸電系統(tǒng)在不同直流電壓條件下是否滿足性能要求。

本發(fā)明的輸電系統(tǒng)空載加壓試驗裝置和輸電系統(tǒng)性能檢測裝置，是一種軟件構(gòu)架，是與上述方法步驟相對應(yīng)的進程和程序，因此，不再對該生產(chǎn)裝置進行詳細說明。

以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于以上所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。