一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法，包括：(1)將直流電流降低至設定值；(2)將換流變壓器的分接頭逐步調節(jié)至最大變比位置；(3)將逆變換流站與受端交流電網之間的無功功率調節(jié)至0并降低直流電壓；(4)將直流電流從設定值逐漸減小至0，進而將晶閘管換流器的觸發(fā)角增大至120°；(5)對晶閘管換流器和MMC進行閉鎖，依次斷開直流隔離開關、交流斷路器和三相旁路開關；(6)將MMC中各子模塊的電容電壓快速泄放至Ucs后再自行卸放至0。本發(fā)明能夠保證停運過程平穩(wěn)、快速，避免過電壓或過電流的發(fā)生，此外在MMC電容放電環(huán)節(jié)通過再利用啟動限流電阻的方式，省去了額外的斷路器和放電電阻，節(jié)省了投資成本。
【專利說明】一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于直流輸電系統(tǒng)控制【技術領域】，具體涉及一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法。
【背景技術】
[0002]整流站采用LCC (電網換相換流器)，逆變站采用由HBSM (半橋子模塊)和FBSM (全橋子模塊)混合級聯(lián)構成的混雜式MMC (模塊化多電平換流器)的LCC-MMC混合型直流輸電系統(tǒng)，整合了 LCC和MMC兩者的優(yōu)勢，不僅降低了系統(tǒng)造價和運行損耗，能夠實現對無源孤島供電，還有效避免了逆變站換相失敗風險，擁有直流故障自清除能力，十分契合我國遠距離大容量架空線路輸電要求。
[0003]停運是任何一種直流輸電技術都需要面臨的關鍵性問題，停運過程要盡量避免出現不必要的過電壓或過電流現象。趙婉君在專著《高壓直流輸電工程技術》中指出了LCC-HVDC(基于LCC的高壓直流輸電系統(tǒng))具體的停運時序和控制方式；周月賓等人在標題為模塊化多電平換流器型直流輸電系統(tǒng)的啟停控制(電網技術，2012，36(3) =204-209)的文獻中提出了 MMC-HVDC (基于MMC的高壓直流輸電系統(tǒng))的停運控制方法，需要在直流側添加額外的斷路器和放電電阻，實現電容快速放電。
[0004]LCC-MMC混合型直流輸電系統(tǒng)是LCC和MMC兩者的有機結合，因而在停運控制方面需要綜合兩者的特性。目前國內外的研究，關于LCC-MMC混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制鮮有詳細的分析；有人提出引入額外斷路器和放電電阻的停運方法，但這種方法將引起額外的設備資本投入，不經濟。
【發(fā)明內容】
[0005]針對現有技術所存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法，能夠保證停運過程平穩(wěn)、可靠、快速，避免過電壓或過電流的發(fā)生；此外，本發(fā)明在MMC電容放電環(huán)節(jié)通過再利用啟動限流電阻的方式，省去了額外的斷路器和放電電阻，節(jié)省了投資成本。
[0006]一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法，所述的混合型直流輸電系統(tǒng)包括通過直流輸電線路連接的整流換流站和逆變換流站，整流換流站采用晶閘管換流器，逆變換流站采用MMC ;所述的MMC每個橋臂均由多個子模塊級聯(lián)構成并串接有橋臂電抗器，多個子模塊包括η個HBSM和m個FBSM，子模塊的驅動電路板由子模塊的電容電壓供電，η和m均為大于O的自然數；
[0007]所述的晶閘管換流器采用定直流電流控制，其交流側依次通過換流變壓器T1和交流斷路器Saca與送端交流電網連接，直流側正極通過直流隔離開關Sdcl與直流輸電線路的一端相連，直流側負極接地；
[0008]所述的MMC采用定無功功率和定直流電壓控制，其交流側依次通過限流裝置、換流變壓器T2和交流斷路器Sac;2與受端交流電網連接，直流側正極通過直流隔離開關Sdc2與直流輸電線路的另一端相連，直流側負極接地；
[0009]所述的限流裝置包括三相限流電阻以及分別與三相限流電阻并聯(lián)的三相旁路開關。
[0010]所述的停運控制方法，包括如下步驟:
[0011](I)開始停運后，先將直流輸電線路的直流電流降低至設定值Idra ；
[0012](2)將換流變壓器T2的分接頭逐步調節(jié)至最大變比位置；
[0013](3)將逆變換流站與受端交流電網之間的無功功率調節(jié)至0，并降低直流輸電線路的直流電壓；
[0014](4)通過調節(jié)晶閘管換流器的定直流電流控制器，將所述的直流電流從設定值Idra逐漸減小至0，進而將晶閘管換流器的觸發(fā)角增大至120° ；
[0015](5)對晶閘管換流器和MMC進行閉鎖，然后先斷開直流隔離開關Sdel和Sde2，再斷開交流斷路器Sacl和sac;2，最后斷開三相旁路開關；
[0016](6)將MMC中各子模塊的電容電壓泄放至Ues，Ues為子模塊驅動電路板啟動時對應的子模塊電容電壓；之后，各子模塊的電容電壓將自行泄放，從U。,降低至0，停運過程結束。
[0017]所述的步驟(1)中將直流電流降低至設定值Idra的方法為:通過調節(jié)晶閘管換流器的定直流電流控制器，將直流電流從額定值Id。。逐漸減小至設定值Idc;z，Idcz和Id。。滿足如下關系式:
[0018] Dnidco
[0019]其中，η為電流比例系數。
[0020]所述的步驟(3)的具體實現方法為:首先，將MMC的定無功功率控制器的無功功率指令值調整為0，使MMC與受端交流電網之間不發(fā)生無功交換；然后，將MMC的定直流電壓控制器的直流電壓指令值從額定值逐漸減小至設定值Udcz，Udcz滿足如下關系式:
【權利要求】
1.一種混合型直流輸電系統(tǒng)的停運控制方法，所述的混合型直流輸電系統(tǒng)包括通過直流輸電線路連接的整流換流站和逆變換流站，整流換流站采用晶閘管換流器，逆變換流站采用MMC ;所述的MMC每個橋臂均由多個子模塊級聯(lián)構成并串接有橋臂電抗器，多個子模塊包括η個HBSM和m個FBSM，子模塊的驅動電路板由子模塊的電容電壓供電，η和m均為大于O的自然數； 所述的晶閘管換流器采用定直流電流控制，其交流側依次通過換流變壓器T1和交流斷路器Sacl與送端交流電網連接，直流側正極通過直流隔離開關Sdca與直流輸電線路的一端相連，直流側負極接地； 所述的MMC采用定無功功率和定直流電壓控制，其交流側依次通過限流裝置、換流變壓器T2和交流斷路器Sac;2與受端交流電網連接，直流側正極通過直流隔離開關Stk2與直流輸電線路的另一端相連，直流側負極接地； 所述的限流裝置包括三相限流電阻以及分別與三相限流電阻并聯(lián)的三相旁路開關； 所述的停運控制方法，包括如下步驟: (1)開始停運后，先將直流輸電線路的直流電流降低至設定值Idra; (2)將換流變壓器T2的分接頭逐步調節(jié)至最大變比位置； (3)將逆變換流站與受端交流電網之間的無功功率調節(jié)至O，并降低直流輸電線路的直流電壓； (4)通過調節(jié)晶閘管換流器的定直流電流控制器，將所述的直流電流從設定值Idra逐漸減小至O，進而將晶閘管換流器的觸發(fā)角增大至120° ； (5)對晶閘管換流器和MMC進行閉鎖，然后先斷開直流隔離開關Sdcl和Sdc;2，再斷開交流斷路器Sael和Sae2，最后斷開三相旁路開關； (6)將MMC中各子模塊的電容電壓泄放至Ucs，Ucs為子模塊驅動電路板啟動時對應的子模塊電容電壓；之后，各子模塊的電容電壓將自行泄放，從U。，降低至0，停運過程結束。
2.根據權利要求1所述的停運控制方法，其特征在于:所述的步驟(I)中將直流電流降低至設定值Idra的方法為:通過調節(jié)晶閘管換流器的定直流電流控制器，將直流電流從額定值Id。。逐漸減小至設定值Idra，Idcz和Id。。滿足如下關系式:
Idcz ^ ^ Idco 其中，Η為電流比例系數。
3.根據權利要求1所述的停運控制方法，其特征在于:所述的步驟(3)的具體實現方法為:首先，將MMC的定無功功率控制器的無功功率指令值調整為0，使MMC與受端交流電網之間不發(fā)生無功交換；然后，將MMC的定直流電壓控制器的直流電壓指令值從額定值逐漸減小至設定值Udcz, Udcz滿足如下關系式:
—2 哉ic2 Udcz勹
3τ
max 其中，Uac2為換流變壓器T2副邊的額定線電壓有效值，τ max為換流變壓器T2的最大變比。
4.根據權利要求1所述的停運控制方法，其特征在于:所述的步驟￠)中將MMC各子模塊的電容電壓泄放至Ucs的具體實現方法如下:. 6.1將MMC所有上橋臂的子模塊從閉鎖狀態(tài)切換至旁通狀態(tài)； . 6.2對于任一相上橋臂,對該上橋臂的所有子模塊進行分組；對于該上橋臂的任一組子模塊，將該組子模塊從旁通狀態(tài)切換為投入狀態(tài)，組內的子模塊電容將通過三相限流電阻耗能，從而降低其電容電壓，待子模塊電容電壓減小至^時，將子模塊從投入狀態(tài)切換為旁通狀態(tài)，逐次遍歷該上橋臂的各組子模塊； . 6.3根據步驟6.2逐次遍歷各相上橋臂，待所有上橋臂的子模塊電容電壓均減小至Ucs后，將所有上橋臂的子模塊從旁通狀態(tài)切換至閉鎖狀態(tài)； . 6.4將MMC所有下橋臂的子模塊從閉鎖狀態(tài)切換至旁通狀態(tài)，并根據步驟6.2~6.3進行同樣操作。
5.根據權利要求4所述的停運控制方法，其特征在于:所述的步驟6.2中對上橋臂所有子模塊進行分組的方法為:將上橋臂所有子模塊分成若干組，除最后一組外其余各組中的子模塊個數均為k，且k滿足如下關系式:
其中，floor []為小于[]中變量的最大正整數，Udra滿足如下關系式:
Uac2為換流變壓器T2副邊的額定線電壓有效值，τ max為換流變壓器T2的最大變比。
【文檔編號】H02J3/36GK104201709SQ201410404154
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權日:2014年8月15日
【發(fā)明者】徐政, 許烽, 張哲任 申請人:浙江大學