双极特高压直流输电系统及其控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供双极特高压直流输电系统及其控制系统和方法。控制系统包括：第一控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的高压变流器中的第一高压变流器的直流端电压的变化；第二控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的低压变流器中的第一低压变流器的直流端电压的变化，所述第一高压变流器和所述第一低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第一极；在第一控制模块控制下的第一高压变流器的直流端电压的变化方向与在第二控制模块控制下的第一低压变流器的直流端电压的变化方向相反。可以满足第一交流电网和第二交流电网不同的功率需求，实现动态的调节双极特高压直流输电系统分别与第一交流电网和第二交流电网之间的功率交换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压直流输电技术，更具体地说，涉及双极特高压直流输电技术。
技术介绍
与传统的高压直流输电技术比较而言，双极特高压直流输电技术可以提供±800kV及以上电压等级的直流输电。特高压直流输电的主要特点是输送容量大、输电距离远，电压高，可用于电力系统非同步联网。例如，专利申请CN101242139A公开了双极特高压直流输电系统。其每极采用直流端串联的两个12脉动变流器。该两个变流器通过各自的一直流端相连接，另外一直流端分别连接到本极高压母线和低压母线，可分别称为高压变流器和低压变流器。在高、低压变流器分层接入不同交流电网的情况下，即在受电侧或送电侧，双极的两个高压变流器与第一交流电网连接，双极的两个低压变流器分别与第二交流电网连接，其中该共同的电压调节单元输出的触发角传输到每极的高压变流器和低压变流器。然而，现有技术无法满足第一交流电网和第二交流电网不同的功率需求；例如，无法实现动态的调节双极特高压直流输电系统分别与第一交流电网和第二交流电网之间的功率交换。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种双极特高压直流输电系统的控制系统，包括：第一控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的高压变流器中的第一高压变流器的直流端电压的变化；和第二控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的低压变流器中的第一低压变流器的直流端电压的变化，其中所述第一高压变流器和所述第一低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第一极；其中：在第一控制模块控制下的第一高压变流器的直流端电压的变化方向与在第二控制模块控制下的第一低压变流器的直流端电压的变化方向相反。根据本专利技术的另一个方面，提供一种双极特高压直流输电系统的控制方法，包括：控制所述双极特高压直流输电系统的高压变流器中的第一高压变流器的直流端电压的变化；和控制所述双极特高压直流输电系统的低压变流器中的第一低压变流器的直流端电压的变化，其中所述第一高压变流器和所述第一低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第一极；其中：第一高压变流器的直流端电压的变化方向与第一低压变流器的直流端电压的变化方向相反。根据本专利技术的另一个方面，提供一种双极特高压直流输电系统，包括：上述的控制系统，第一和第二高压变流器，其交流端与第一交流电网电气连接，和第一和第二低压变流器，其交流端与第二交流电网电气连接并且其直流端与所述高压变流器的直流端串联连接。通过采用根据本专利技术的技术方案，可以满足了第一交流电网和第二交流电网不同的功率需求，可以实现动态的调节双极特高压直流输电系统分别与第一交流电网和第二交流电网之间的功率交换。例如，在第一交流电网与第二交流电网为弱连接或者第一交流电网与第二交流电网之间的网间变压器处于满载的情况下，可以消除第一交流电网与第二交流电网之间发生的频率偏移。即，第一交流电网或第二交流电网出现低频或过频现象时，可以通过增加注入有功功率/减少输出有功功率或减少注入有功功率/增加输出有功功率来调节交流电网频率。最好，所述控制系统还包括：第三控制模块用于控制所述高压变流器中的第二高压变流器的直流端电压的变化；和第四控制模块用于控制所述低压变流器中的第二低压变流器的直流端电压的变化，其中所述第二高压变流器和所述第二低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第二极。对于第二极而言，其也满足了第一交流电网和第二交流电网不同的功率需求，可以实现动态的调节在双极特高压直流输电系统分别与第一交流电网和第二交流电网之间的功率交换。最好，在第一和第三控制模块的控制下，第一高压变流器和第二高压变流器的直流端电压的变化的大小和方向相同；并且在第二和第四控制模块的控制下，第一低压变流器和第二低压变流器的直流端电压的变化的大小和方向相同。在对第一极和第二极协同控制的情况下，可以使得第一极和第二极的运行得到同步，减小谐波。附图说明图1示出根据本专利技术的一个实施例的分层接入两个交流电网的双极特高压直流输电系统的一端A。具体实施方式双极特高压直流输电系统的每极都包括变流器组，分别为整流侧变流器组和逆变侧变流器组。变流器组包括直流端串联的两个十二脉动变流器。该两个变流器通过各自的一直流端相连接，另外一直流端分别连接到本极特高压直流传输线和接地极，可分别称为高压变流器和低压变流器。图1示出根据本专利技术的一个实施例的分层接入两个交流电网的双极特高压直流输电系统的一端A。如图1所示，双极特高压直流输电系统1的第一极采用变流器组10，其通过第一极特高压直流线路11连接到双极特高压直流输电系统1的另外一端B(未示出)。如图1所示，作为示例，第一极表示双极特高压直流输电系统1的正极，第二极表示双极特高压直流输电系统1的负极。本领域的技术人员应当了解，第一极和第二极是相对而言的，第一极也可以表示双极特高压直流输电系统1的负极，而第二极可表示双极特高压直流输电系统1的正极。变流器组10具有两个由变流器10a、10b组成的串联电路，变流器10a、10b为十二脉动三相桥式电路，其交流端分别通过高压直流输电变压器12a、12b与第一交流电网1a和第二交流电网1b连接。高压直流输电变压器12a可以是星形连接和星形连接，高压直流输电变压器12a可以是角形连接和星形连接，从而提供一个相差以便抑制交流谐波。与第一极特高压直流线路11的变流器10a被称为第一高压变流器，与接地极13相连的变流器10b被称为第一低压变流器。第一高压变流器10a和第一低压变流器10b分层接入不同第一交流电网1a和第二交流电网1b。与双极特高压直流输电系统1的第一极类似，双极特高压直流输电系统1的第二极采用变流器组14，其通过第二极特高压直流线路15连接到双极特高压直流输电系统1的另外一端B(未示出)。变流器组14具有两个由变流器14a、14b组成的串联电路，变流器14a、14b为十二脉动三相桥式电路，其交流端分别通过高压直流输电变压器16a、16b与第一交流电网1a和第二交流电网1b连接。高压直流输电变压器16a可以是星形连接和星形连接，高压直流输电变压器16a可以是角形连接和星形连接，从而提供一个相差以便抑制交流谐波。与第二极特高压直流线路15的变流器14a被称为第二高压变流器，与接地极17相连的变流器14b被称为第二低压变流器。第二高压变流器14a和第二低压变流器14b分层接入不同第一交流电网1a和第二交流电网1b。如图1所示，双极特高压直流输电系统1还包括控制系统18。控制系统18包括：第一控制模块180和第二控制模块181。第一控制模块180用于控制双极特高压直流输电系统1的高压变流器中的第一高压变流器10a的直流端电压的变化，第二控制模块181用于控制双极特高压直流输电系统1的低压变流器中的第一低压变流器10b的直流端电压的变化。第一高压变流器10a和第一低压变流器10b属于双极特高压直流输电系统1的第一极。下面以图1所示的分层接入两个交流电网的双极特高压直流输电系统的A端作为逆变端为实施例来说明本专利技术，这里，双极特高压直流输电系统的B端(未示出)作为整流端。第一控制模块180和第二控制模块181的输出分别为第一高压变流器10a和第一低压变流器10b的点火角，作为用于控制其功率半导体的控制信号，进而分别控制第一高压变流器10a和第一低压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极特高压直流输电系统的控制系统，包括：第一控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的高压变流器中的第一高压变流器的直流端电压的变化；和第二控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的低压变流器中的第一低压变流器的直流端电压的变化，其中所述第一高压变流器和所述第一低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第一极；其中：在第一控制模块控制下的第一高压变流器的直流端电压的变化方向与在第二控制模块控制下的第一低压变流器的直流端电压的变化方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种双极特高压直流输电系统的控制系统，包括：第一控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的高压变流器中的第一高压变流器的直流端电压的变化；和第二控制模块，用于控制所述双极特高压直流输电系统的低压变流器中的第一低压变流器的直流端电压的变化，其中所述第一高压变流器和所述第一低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第一极；其中：在第一控制模块控制下的第一高压变流器的直流端电压的变化方向与在第二控制模块控制下的第一低压变流器的直流端电压的变化方向相反。2.如权利要求1所述的双极特高压直流输电系统的控制系统，还包括：第三控制模块用于控制所述高压变流器中的第二高压变流器的直流端电压的变化；和第四控制模块用于控制所述低压变流器中的第二低压变流器的直流端电压的变化，其中所述第二高压变流器和所述第二低压变流器属于所述双极特高压直流输电系统的第二极；在第三控制模块控制下的第二高压变流器的直流端电压的变化方向与在第四控制模块控制下的第二低压变流器的直流端电压的变化方向相反。3.如权利要求2所述的双极特高压直流输电系统的控制系统，其中：在第一和第三控制模块的控制下，第一高压变流器和第二高压变流器的直流端电压的变化的大小和方向相同；并且在第二和第四控制模块的控制下，第一低压变流器和第二低压变流器的直流端电压的变化的大小和方向相同。4.如权利要求1-3之一所述的双极特高压直流输电系统的控制系统，其中：第一和第三控制模块通过调节所述第一和第二高压变流器的点火角来控制所述高压变流器的直流端电压；并且第二和第四控制模块通过调节所述第一和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：马茨·安德森，蔡蓉，谢海莲，张利东，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH