一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法及装置制造方法及图纸

技术编号:20330966 阅读:31 留言:0更新日期:2019-02-13 06:54
本发明专利技术涉及一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法及装置,在开路模式下,使用交流侧为需在线投入阀组中的换流器进行充电;接着对需在线投入阀组进行阀组解锁操作,直到待投入阀组对应的旁通开关的直流电全部转移到该阀组;当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定功率柔直站的功率给定值减去一个修正误差值作为实际定功率柔直站的功率给定值;将定电压柔直站待投入换流器直流电压给定值与定功率柔直站待投入换流器直流电压实际值作差,经过调节器,得到修正误差值;定电压柔直站待投入换流器直流电压给定值逐步上升至设定电压参考值。本发明专利技术实现了定功率柔直站待投入换流器电压的平滑上升,避免了已运行换流器电压发散。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法及装置
本专利技术属于特高压直流输电
,具体涉及一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法及装置。
技术介绍
随着现代电力系统的快速发展及电力电子技术的更新换代,基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)技术的直流输电系统取得了快速进步。MMC具有可独立控制有功无功功率、不存在换相失败、可为无源孤岛系统供电等诸多优点。同时,MMC还具备开关频率较低、开关损耗小、无需交流滤波器组和扩展性强等优点,这使得MMC逐步实现了工程应用,并可以运用于高直流电压、大功率输电的场合。目前,受开关器件耐压水平和控制系统设计难度等限制,MMC应用于特高压直流输电系统时,多采用两个换流器串联运行的拓扑结构;同时,为了增加系统运行灵活性和可靠性,要求单个换流器可以在线投入及退出并且不影响在运换流器正常运行。为此,在特高压直流工程中,单换流器在线投入控制成为重要的控制环节之一。另外,与常规特高压纯LCC不同,MMC在线投入之前需要对子模块进行充电。因此,特高压混合直流输电换流器直流场开关配置与常规特高压工程也有不同之处。单换流器在线投入包含换流器直流电压和直流功率的逐步建立,在直流电压和直流功率建立之初,待投入的阀组需要运行于以下特殊工况:零直流电压/低直流电压,以及高直流电流和零交流电流/低交流电流。为了适应零直流电压/低直流电压工况,实际工程中经常使用全桥MMC和半桥MMC混合的换流器拓扑结构。但是,由于半桥和全桥子模块原理的差异,在相等充电时间下,全桥子模块电容电压约是半桥子模块电容电压的2倍。而且,在MMC投入阀组升压过程中定功率柔直站的已运行阀组常常出现电压发散的现象,其根本原因是定电压柔直站待投入阀组升压过程中由于定功率柔直站待投入阀组有功功率指令分配不当造成在运阀组子模块过度充电导致的电压发散。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法及装置,用以解决MMC投入阀组升压过程中定功率柔直站的已运行阀组出现电压发散的问题。为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案为:本专利技术的一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,包括如下步骤:1)在开路模式下,使用交流侧为需在线投入阀组中的换流器进行充电;2)充电完成后,对需在线投入阀组进行阀组解锁操作,直到待投入阀组对应的旁通开关直流电流全部转移到该阀组;3)当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定功率柔直站的功率给定值减去一个修正误差值作为实际定功率柔直站的功率给定值;其中,将定电压柔直站待投入换流器直流电压给定值与定功率柔直站待投入换流器直流电压实际值作差,经过调节器调节控制,得到所述修正误差值;所述换流器直流电压给定值逐步上升至设定电压参考值。本专利技术的一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入装置,包括处理器和存储器,所述处理器用于执行存储器中的指令以实现如下方法:1)在开路模式下,使用交流侧为需在线投入阀组中的换流器进行充电;2)充电完成后,对需在线投入阀组进行阀组解锁操作,直到待投入阀组对应的旁通开关直流电流全部转移到该阀组;3)当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定功率柔直站的功率给定值减去一个修正误差值作为实际定功率柔直站的功率给定值;其中,将定电压柔直站待投入换流器直流电压给定值与定功率柔直站待投入换流器直流电压实际值作差,经过调节器调节控制,得到所述修正误差值;所述换流器直流电压给定值逐步上升至设定电压参考值。本专利技术的有益效果:本专利技术的特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法及装置,在最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,使定功率柔直站的功率给定值减去一个修正误差值作为实际定功率柔直站的功率给定值。该修正误差值实际上为一个电压跟随器的输出,使得直流电压上升过程中,定功率柔直站跟随定电压柔直站同步抬升端口电压,实现了定功率柔直站待投入阀组电压的平滑上升,避免了已运行阀组电压发散。作为方法及装置的进一步改进,步骤3)中,还包括:将得到的修正误差值进行限幅,避免动态控制过程中出现失稳现象。作为方法及装置的进一步改进,步骤1)中,还包括:在换流器充电完成前,所有待投入阀组对应的控制外环和内环的积分均限制为0,避免了在交流侧自然充电过程中出现子模块电压波动的现象。作为方法及装置的进一步改进,步骤2)中,所述阀组解锁操作包括:控制需在线投入阀组中的换流器对应的低压侧割刀为合状态、旁通开关为合状态、旁通刀闸为分状态;当旁通开关合状态产生后,控制直流电流参考值逐渐上升为实际直流电流值;当旁通开关的直流电流为0或小于旁通开关的分断电流时,控制旁通开关为分状态。在进行阀组解锁过程中,在旁通开关合状态产生后,控制直流电流参考值逐渐上升为实际直流电流值,实现直流电流的可靠转移,避免系统失稳现象的发生。作为方法及装置的进一步改进,步骤3)中,当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定电压柔直站的电压给定值逐步上升为给定直流电压值。定电压柔直站的电压给定值为一个逐步上升的过程,避免系统失稳现象的发生。附图说明图1是本专利技术的方法实施例所采用的特高压混合多端直流输电系统的拓扑结构示意图;图2是本专利技术的方法实施例所采用的全桥MMC和半桥MMC混合的换流器拓扑结构示意图;图3是本专利技术的方法实施例所采用的MMC换流器直流场开关配置示意图;图4是本专利技术的MMC换流器在线投入时序图;图5是本专利技术的方法实施例所采用的MMC换流器d/q解耦控制框图;图6-1是方法实施例中采用本专利技术方法的受端1和受端2高端阀组投入过程中的直流电压示意图;图6-2是方法实施例中采用本专利技术方法的受端1和受端2高端阀组投入过程中的旁通开关BPS电流情况示意图(BPS电流逐渐减小到0);图7是本专利技术的方法实施例中定功率柔直站待投入阀组电压跟随PI控制器的控制框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚,下面结合附图及实施例,对本专利技术作进一步的详细说明。方法实施例将本实施例的方法应用于如图1所示的特高压混合多端直流输电系统中来,其中,送端采用传统LCC换流器串联结构,受端1和受端2均采用全桥MMC(FBSM)/半桥MMC(HBSM)混合的换流器串联结构,具体全桥MMC和半桥MMC混合的换流器拓扑结构如图2所示。为了实现本实施例的方法,在MMC高压侧出口新增直流电流测点,在MMC低压侧出口新增直流电压测点,结合其他典型配置的直流电压、电流测点,实现该方法。在初始状态下,送端的低端阀组(LCC12)处于解锁状态,受端1、受端2的低端阀组(MMC12和MMC22)处于解锁状态,受端1、受端2的高端阀组(MMC11和MMC21)为待在线投入的MMC。换流器中每个子模块均设置有直流场开关,如图3所示。待投入阀组MMC11和MMC21对应的直流场开关均满足以下条件:旁通刀闸BPI处于合状态,高压侧割刀HDS处于合状态,旁通开关BPS处于分状态,低压侧割刀LDS处于分状态。送端的高端阀组(LCC11)投入过程与常规直流输电系统一致,此处不再赘述。下面结合图4及图5,以待投入阀组MMC11为例来说明。首先,合上受端1交流侧进线断路器(图1中CB为进线断路器本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,其特征在于,包括如下步骤:1)在开路模式下,使用交流侧为需在线投入阀组中的换流器进行充电;2)充电完成后,对需在线投入阀组进行阀组解锁操作,直到待投入阀组对应的旁通开关直流电流全部转移到该阀组;3)当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定功率柔直站的功率给定值减去一个修正误差值作为实际定功率柔直站的功率给定值;其中,将定电压柔直站待投入换流器直流电压给定值与定功率柔直站待投入换流器直流电压实际值作差,经过调节器调节控制,得到所述修正误差值;所述换流器直流电压给定值逐步上升至设定电压参考值。

【技术特征摘要】
1.一种特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,其特征在于,包括如下步骤:1)在开路模式下,使用交流侧为需在线投入阀组中的换流器进行充电;2)充电完成后,对需在线投入阀组进行阀组解锁操作,直到待投入阀组对应的旁通开关直流电流全部转移到该阀组;3)当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定功率柔直站的功率给定值减去一个修正误差值作为实际定功率柔直站的功率给定值;其中,将定电压柔直站待投入换流器直流电压给定值与定功率柔直站待投入换流器直流电压实际值作差,经过调节器调节控制,得到所述修正误差值;所述换流器直流电压给定值逐步上升至设定电压参考值。2.根据权利要求1所述的特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,其特征在于,步骤3)中,还包括:将得到的修正误差值进行限幅。3.根据权利要求1所述的特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,其特征在于,步骤1)中,还包括:在换流器充电完成前,所有待投入阀组对应的控制外环和控制内环的积分均限制为0。4.根据权利要求1所述的特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,其特征在于,步骤2)中,所述阀组解锁操作包括:控制需在线投入阀组中的换流器对应的低压侧割刀为合状态、旁通开关为合状态、旁通刀闸为分状态;当旁通开关合状态产生后,控制直流电流参考值逐渐上升为实际直流电流值;当旁通开关的直流电流为0或小于旁通开关的分断电流时,控制旁通开关为分状态。5.根据权利要求1所述的特高压混合多端直流输电MMC在线投入方法,其特征在于,步骤3)中,当最后一个定功率柔直站换流器对应的旁通开关分开后,定电压柔直站待投入换流器的电压给定值逐步上升为给定直流电压值。6.一种特...

【专利技术属性】
技术研发人员:周晓风刘志军马焕刘旭辉刘晨吴庆范范子强付艳霍城辉崔晨戴国安曹森郝俊芳张爱玲
申请(专利权)人:许继电气股份有限公司许继集团有限公司国网河南省电力公司国家电网有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1