一种多端高压直流输电系统换流器在线投入方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多端高压直流输电系统换流器在线投入方法，通过对逆变侧的一端换流器采用定直流电压控制模式投入运行、对逆变侧的其它端换流器采用定电流控制模式投入运行，实现换流器的稳定在线并入，并且不会干扰其它换流器的稳定运行。同时，该方法能够实现对换流器输送功率精确控制，便于调度等部门实现对换流器输送功率的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多端高压直流输电系统换流器在线投入方法，属于直流输电

技术介绍
特高压直流输电
中，并联拓扑结构的换流器具有增加送电能力、增强直流输电可靠性和直流输电灵活性等特点，且整个系统绝缘配合方便，运行经济性高。具体地，针对我国西部高海拔地区，如西藏、青海等，受海拔因素影响，可以通过并联换流器代替升高直流电压等级的方式提升直流输送容量；或者针对某个换流器的故障，可以方便退出该故障换流器，且不会中断直流功率的传输；或者针对若某个换流器出现电流限制时，可以通过提高并联侧另一换流器通过的电流，保持整个直流传输容量不变。现有技术中的双端直流输电系统，在正常运行过程中，整流侧通常采用定电流控制模式，确保直流输送功率恒定；逆变侧采用定熄弧角控制模式或定直流电压控制模式，确保整流侧直流母线电压稳定在预设区间或预定值。对于多端系统，要求整流侧换流器采用定电流控制模式，逆变侧的换流器至少一个为定电压控制模式投入，在投入时，如果多个换流器都采用定电压模式投入，会对其他正在运行中的换流器造成干扰，导致换相失败、触发角大幅波动、直流电压波动等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压直流输电系统换流器在线投入方法，用于解决现有技术中在逆变侧以定电压模式投入多个换流器对正在运行换流器造成干扰的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种高压直流输电系统换流器在线投入方法，包括以下步骤：控制整流侧的换流器运行于定电流控制模式，检测直流系统的工作状态；当直流系统处于送电运行状态时，控制需投入的逆变侧的换流器均以定电流控制模式投入。进一步，当直流系统处于热备用状态，且当逆变侧只投入一个换流器时，控制该换流器以定电压控制模式投入；当直流系统处于热备用状态，且当逆变侧投入多个换流器时，控制其中一个以定电压控制模式投入，其他换流器以定电流控制模式投入。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出一种高压直流输电系统换流器在线投入方法，对逆变侧并联两个或两个以上换流器的高压直流输电系统，在直流系统送电运行过程中，通过对逆变侧换流器采用定电流模式的协调控制，实现换流器的稳定在线并入，并且不会干扰其它换流器的稳定运行，避免换向失败、触发角大幅波动、直流电压波动等情况的发生。同时，本专利技术能够实现对换流器输送功率的精确控制，便于调度等部门灵活控制换流器的输送功率，并且对并联多端直流输电系统实际控制策略的设计具有实际指导意义。附图说明图1是典型三端并联直流输电系统；图2是典型多端并联直流输电系统；图3是典型三端并联直流输电系统换流器控制特性曲线；图4是换流器在线投入实现内环控制的逻辑框图；图5是典型三端并联多端系统同时启动录波；图6是典型三端并联多端系统逆变侧换流器在线投入后的录波。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。本专利技术的一种多端高压直流输电系统换流器在线投入方法的实施例：图1所示为一典型的三端并联直流输电系统，该直流输电系统为一送二模式设计，即包含一个整流站、逆变站1和逆变站2，且三个换流站采用并联方式连接在同一直流母线上，逆变站1设有第一换流器和第二换流器，逆变站2设有第三换流器和第四换流器。上述的三端并联直流输电系统为双极运行方式，如图1所示，它相当于两组单极运行方式组成的一个双极运行方式的直流系统，其中第一组为整流站换流器Cv0-1、逆变站1换流器Cv1-1和逆变站2换流器Cv2-1组成的单极直流输电系统，第二组为整流站换流器Cv0-2、逆变站1换流器Cv1-2和逆变站2换流器Cv2-2组成的单极直流输电系统。以第一组单极直流输电系统为例，首先控制整流站换流器Cv0-1运行于定电流控制模式，保证直流输送的功率恒定，然后检测直流系统的工作状态。在换流器投入前，根据直流系统的工作状态——热备用状态或送电状态，选择相应的控制策略投入逆变侧换流器。当直流系统处于送电运行状态时，即逆变站1换流器Cv1-1已经运行在定直流电压模式，再投入换流器Cv2-1时，只需控制换流器Cv2-1以定电流控制模式投入运行，即可实现换流器的稳定在线并入，并且不会干扰其它换流器的稳定运行。当直流系统处于热备用状态时，若逆变侧只需投入一个换流器，比如逆变站1换流器Cv1-1，选择正常解锁方式投入该换流器，即控制换流器Cv1-1以定直流电压控制模式投入运行。若需要同时在逆变侧投入多个换流器，控制其中一个逆变侧换流器运行于定直流电压模式，其他逆变侧换流器运行于定电流模式。比如投入逆变站1换流器Cv1-1和逆变站2换流器Cv2-1，控制其中一个换流器逆变站1换流器Cv1-1运行在定电流模式，控制逆变站2换流器Cv2-1运行在定直流电压模式。图3所示的是以上述三端双极直流输电系统的第一组单极系统且直流系统处于热备用状态下投入多个换流器的运行特性曲线情况，即逆变侧投入逆变站1换流器Cv1-1和逆变站2换流器Cv2-1的情况。整流站1特性曲线对应图1所示的整流侧换流器运行特性曲线。整流侧换流器运行特性曲线设计，将其特性曲线分为三段设计，分别对应最小触发角控制段、定直流电流控制段、低压限流控制段。最小触发角控制段主要用于解决当交流系统电压异常下跌，整流侧失去定电流控制权后，将整流侧维持在最小触发角运行状态，一般维持在5°；定直流电流控制段为整流侧换流器正常工作段，稳定送端换流器出口直流母线出口电流；低压限流控制段主要应用于受交流系统异常等原因的直流电压下跌，自动限制直流电流参考值，达到快速恢复直流输电系统稳定。逆变站1换流器Cv1-1的特性曲线如图3所示，其运行特性曲线分四段设计，即定直流电压控制段、定熄弧角控制段、定直流电流控制段、低压限流控制段。正常情况下，换流器Cv1-1运行在定直流电流控制段；为防止换流器Cv1-1正常运行情况下进入定直流电压控制段，夺取逆变侧换流器Cv2-1直流电压控制权，特将其电压裕度设定值抬高；定熄弧角控制段主要用于防止逆变侧运行熄弧角过小，发生换向失败，该控制段属于限制段；低压限流控制段用来防止如交流电压下跌等异常工况下引起直流电压下跌，自动限制直流电流参考值，达到快速恢复直流输电系统稳定。逆变站2换流器Cv2-1的特性曲线如图所示，其运行特性曲线分四段设计，即定直流电压控制段、定熄弧角控制段、定直流电流控制段、低压限流控制段。正常情况下，换流器Cv2-1运行在定直流电压控制段；定熄弧角控制段作为限制段，用于防止逆变侧运行熄弧角过小，发生换相失败；为防止逆变侧换流器Cv2-1正常运行情况下进入定直流电流控制段，特设定电流裕度，即图3中逆变侧换流器Cv2-1的电流参考值为整流侧换流器电流参考值Idref1减去逆变侧换流器Cv1-1电流参考值Idref2，再减去预定电流裕度值(通常设定为10％)；低压限流控制段用来防止如交流电压下跌等异常工况下引起直流电压下跌，自动限制直流电流参考值，达到快速恢复直流输电系统稳定。图5所示为三端并联直流输电系统同时解锁启动录波的波形图，图中：MUDHA11(Sangtuda)表示整流站直流电压，A11IDact(Sangtuda)表示整流站直流电流，A11firACT(Sangtuda)表示整流站触发角，B11IDact(Peshawa)表示逆变站1直流电流，B11firACT(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多端高压直流输电系统换流器在线投入方法，其特征在于，包括以下步骤：控制整流侧的换流器运行于定电流控制模式，检测直流系统的工作状态；当直流系统处于送电运行状态时，控制需投入的逆变侧的换流器均以定电流控制模式投入。

【技术特征摘要】
1.一种多端高压直流输电系统换流器在线投入方法，其特征在于，包括以下步骤：控制整流侧的换流器运行于定电流控制模式，检测直流系统的工作状态；当直流系统处于送电运行状态时，控制需投入的逆变侧的换流器均以定电流控制模式投入。2.根据权利要求1所述的多端高压直...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建爽，曹森，孙巍峰，冯广涛，王亚涛，刘威鹏，李楠，王柏恒，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41