一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法技术方案

本发明专利技术提供一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法，包括：闭合直流母线断路器；闭合各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以接入各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，使各端柔性直流输电系统均进入不控整流充电状态；将至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除，并保持切除状态，直至所有子模块充电完毕；断开各相启动电阻支路上的交流断路器，以切除各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，当各端柔性直流输电系统的各子模块电压稳定后，解锁各端柔性直流输电系统。本发明专利技术能够解决在解锁系统后正负直流母线之间产生较大电压突变的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法
本专利技术涉及柔性直流输电
，具体涉及一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法。
技术介绍
柔性直流输电技术是构建智能电网的重要组成部分。与传统输电方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。传统的多端柔性直流输电系统的拓扑结构一般采用半桥模块构成。但是，随着架空线应用场合的增多，以及对多端柔性直流输电系统的可靠性的要求的提高，需要多端柔性直流输电系统的拓扑结构具有直流故障阻断能力，而半桥模块形成的拓扑结构无法有效闭锁直流故障，一旦发生直流故障，势必会烧毁其中的开关器件，从而造成极大的损失。为了解决上述问题，现有技术将全桥模块应用于多端柔性直流输电系统的拓扑结构中，所形成的全桥拓扑结构在SVG等应用场合被广泛的应用，并使得将全桥模块应用于多端柔性直流输电系统成为本领域的研究热点。然而，由于全桥模块具有良好的对称性，其充电特性是双向的，即：不管电流是自上而下流通，还是自下而上流通，全桥模块中的电容都可以被充电，导致系统解锁后正负直流母线之间会产生一个较大电压突变，而现有的包括全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法未能有效解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法，以解决在解锁系统后正负直流母线之间产生较大电压突变的问题，以及在全桥模块与其他子模块混联时，模块电压不均衡的问题。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法，各端柔性直流输电系统均通过正负直流母线相连，其包括如下步骤：闭合直流母线断路器；闭合各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以接入各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，使各端柔性直流输电系统均进入不控整流充电状态；在充电过程中，将至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除，并保持该桥臂上所有全桥模块的电容的切除状态，直至所有子模块充电完毕；断开各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以切除各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，当各端柔性直流输电系统的各子模块电压稳定后，解锁各端柔性直流输电系统。有益效果：本专利技术所述含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法不仅适用于仅含有全桥模块的多端柔性直流输电系统，还适用于全桥模块与其他子模块(如半桥模块、箝位双子模块、二极管箝位模块等)混联的多端柔性直流输电系统，能够有效解决现有技术中存在的系统解锁后正负直流母线之间产生较大电压突变的问题，以及当全桥模块与其他子模块混联时，模块电压不均衡的问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的全桥模块与半桥模块混联的单端柔性直流输电系统的示意图；图2为本专利技术实施例提供的全桥模块与半桥模块混联的单端柔性直流输电系统的不控整流路径示意图；图3为本专利技术实施例提供的全桥模块与半桥模块混联的单端柔性直流输电系统针对外取电模块的启动方法流程图；图4为本专利技术实施例提供的全桥模块与半桥模块混联的单端柔性直流输电系统针对自取电模块的启动方法流程图；图5a为本专利技术实施例提供的相电压的波形示意图；图5b为本专利技术实施例提供的充电电流的波形示意图；图6为本专利技术实施例提供的含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法流程图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术实施例提供一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法，各端(即各个单端)柔性直流输电系统均通过正负直流母线相连。所述启动方法在充电过程中合理的导通部分全桥模块的开关器件以切除这些全桥模块的电容，从而将这些全桥模块的双向充电控制为单向充电，避免直流母线电压在解锁系统后发生突变，同时通过调整全桥模块的充电个数从而与其他子模块充电后的电压一致。该方法可以较好地解决全桥模块充电带来的直流电压发生突变的问题，以及混联系统中各子模块的充电电压不一致问题，同时可以减小充电过程中的冲击以及避免启机失败。需要说明的是，所述多端指的是两个以上的单端。下面对本专利技术所述启动方法进行详细描述。每个单端柔性直流输电系统均包括三个相单元，分别为A相单元、B相单元和C相单元，每个相单元均包括上桥臂和下桥臂，每个相单元的上桥臂和下桥臂的结构相同，均包括依次串联的电抗器和多个子模块。具体地，每个桥臂上包含的子模块的总数是由系统设计之初通过正负直流母线的直流电压、电子器件耐压等级以及子模块的类型等因素共同决定的。本实施例中，每个桥臂上包含的子模块的数量为Udc/USM，其中Udc是正负直流母线之间的直流电压，USM是每个子模块的电容电压。在本专利技术实施例中，各个相单元内的子模块可以全部为全桥模块，也可以部分为全桥模块，其余部分为其他模块，例如半桥模块、箝位双子模块、二极管箝位模块等。如果各个相单元内的子模块中部分为全桥模块，其余部分为半桥模块，则会构成如图1所示的全桥模块与半桥模块混联的单端柔性直流输电系统。如图1所示，每个桥臂上均包括依次串联的电抗器L0、m个全桥模块和n个半桥模块。需要说明的是，本专利技术中提及的“桥臂”如未指明是“上桥臂”还是“下桥臂”，则可能是“上桥臂”，也可能是“下桥臂”，本领域技术人员可根据具体情况推知。其中，半桥模块包括晶体管VT11及与其反向并联的二极管D11、晶体管VT12及与其反向并联的二极管D12、和电容C1。晶体管VT11的集电极分别与二极管D11的负极、电容C1的正极连接，晶体管VT11的发射极分别与二极管D11的正极、晶体管VT12的集电极连接，晶体管VT12的集电极还与二极管D12的负极连接，晶体管VT12的发射极分别与二极管D12的正极、电容C1的负极连接，半桥模块的输出端A与晶体管VT11的发射极和晶体管VT12的集电极的连接点相连，半桥模块的输出端B与晶体管VT12的发射极和电容C1的负极的连接点相连。全桥模块包括晶体管VT21及与其反向并联的二极管D21、晶体管VT22及与其反向并联的二极管D22、晶体管VT23及与其反向并联的二极管D23、晶体管VT24及与其反向并联的二极管D24、和电容C2。晶体管VT21的集电极分别与二极管D21的负极、电容C2的正极连接，晶体管VT21的发射极分别与二极管D21的正极、晶体管VT23的集电极连接，晶体管VT23的集电极还与二极管D23的负极连接，晶体管VT23的发射极分别与二极管D23的正极、电容C2的负极连接，全桥模块的输出端A与晶体管VT21的发射极和晶体管VT23的集电极的连接点相连；晶体管VT22的集电极分别与二极管D22的负极、电容C2的正极连接，晶体管VT22的发射极分别与二极管D22的正极、晶体管VT24的集电极连接，晶体管VT24的集电极还与二极管D24的负极连接，晶体管VT24的发射极分别与二极管D24的正极、电容C2的负极连接，全桥模块的输出端B与晶体管VT22的发射极和晶体管VT24的集电极的连接点相连。对于上述全桥模块与半桥模块混联的单端柔性直流输电系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法，各端柔性直流输电系统均通过正负直流母线相连，其特征在于，包括如下步骤：闭合直流母线断路器；闭合各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以接入各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，使各端柔性直流输电系统均进入不控整流充电状态；在充电过程中，将至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除，并保持该桥臂上所有全桥模块的电容的切除状态，直至所有子模块充电完毕；断开各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以切除各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，当各端柔性直流输电系统的各子模块电压稳定后，解锁各端柔性直流输电系统。

【技术特征摘要】
1.一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法，各端柔性直流输电系统均通过正负直流母线相连，其特征在于，包括如下步骤：闭合直流母线断路器；闭合各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以接入各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，使各端柔性直流输电系统均进入不控整流充电状态；在充电过程中，将至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除，并保持该桥臂上所有全桥模块的电容的切除状态，直至所有子模块充电完毕；断开各端柔性直流输电系统的各相启动电阻支路串联的交流断路器，以切除各端柔性直流输电系统的各相启动电阻，当各端柔性直流输电系统的各子模块电压稳定后，解锁各端柔性直流输电系统。2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述将至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除的步骤包括：将x端柔性直流输电系统中的任意y端柔性直流输电系统内电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除，以及在切除全桥模块电容的过程中，由所述任意y端柔性直流输电系统中的子模块对其余(x-y)端柔性直流输电系统内的子模块进行充电，其中1≤y<x，x为柔性直流输电系统的总端数，且x>1，x和y均为整数。3.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，若所述全桥模块为外取电模块，则将所述至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除的步骤包括：将所述至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容一次性全部切除；若所述全桥模块为自取电模块，则将所述至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的所有全桥模块的电容切除的步骤包括：将所述至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂上的全桥模块的电容逐次切除，直至切除该桥臂上的所有全桥模块的电容，并且在所述全桥模块的电容电压达到能够触发其中的开关器件的电平之后，再进行该全桥模块电容的切除工作。4.根据权利要求3所述的启动方法，其特征在于，对于所述至少一端柔性直流输电系统中电流自下而上流通的各桥臂，若逐次切除该桥臂上的i*k个全桥模块的电容，其中i依次取1,2,……,s，且s＝m/k，1≤k＜m，m为各桥臂上全桥模块的总数，且i、k、s和m均为整数，则在每次切除...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯丹，刘伟增，郝翔，刘汉军，汤明杰，李辰，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，特变电工西安柔性输配电有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65