HVDC网络的启动制造技术

本发明专利技术描述了用于控制电压源变换器(101a)以对直流传输线(103)充电的方法和设备。电压命令生成模块(300)生成电压命令(VORD)，其用于控制电压源变换器以在直流传输线上生成DC电压。振荡衰减模块(302)监测DC电流流动(IDC)以确定电流振荡的指示(D)，所述电压命令基于电压参考信号(Rv)，所述电压参考信号由电流振荡的所述指示调制，以提供振荡衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】HVDC网络的启动
本专利技术涉及用于形成高压电力传输/配电网的一部分的电压源变换器的启动的方法和设备，并且具体地涉及例如在直流传输线的初始化或故障条件之后的重新启动时，用于对电压源变换器之间的直流传输线(DClink)充电的方法和设备。
技术介绍
HVDC(高压直流)电力传输使用直流来传输电力。这是更为普遍的交流电力传输的替代方式。使用HVDC电力传输有许多好处。HVDC对在远距离上的电力传输和/或互连以不同频率操作的交流(AC)网络是特别有用的。第一站因此可以通过一个或多个DC传输线例如架空线或海底或埋地电缆将电能传送至第二站。第一站可以通过从接收的AC输入供电转换生成DC供电。第二站则通常提供从DC变换回AC。第一站和第二站中的每一个因此通常可以包括用于从AC变换成DC或反之亦然的变换器。最初，HVDC电力传输系统往往针对点对点传输，即仅从第一站到第二站实现。但是，在包括连接超过两个电压变换器的多个DC传输路径的网格状网络或DC电网上实现HVDC电力传输越来越多地被提出。例如，在诸如由可再生能源(诸如风场，其中可以有地理上可能相距遥远的多个源)的电力生成的应用中，这种DC网络是有用的。至今大多数HVDC传输系统基于线路换向变换器(LCC)，比方说例如使用晶闸管阀的六脉冲桥式变换器。LCC使用诸如晶闸管的元件，这些元件能够由适当的触发器信号接通，并且只要他们前向偏置，则保持导通。但是，越来越多地提出电压源变换器(VSC)用在HVDC传输中。VSC使用开关元件，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)，其能够独立于任何连接的AC系统被可控地接通和关断。VSC因此有时称作自换向变换器。VSC的各种设计是已知的。在通常称作六脉冲桥的一种形式的已知VSC中，将AC端子连接至DC端子的每个阀包括一组串联连接的开关元件，通常是IGBT，每个IGBT与反并联二极管连接。阀的IGBT被一起切换以连接或断开相关的AC和DC端子，给定相分支的阀(即将两个DC端子分别连接至同一AC端子的两个阀)以反相切换。通过对每个臂使用脉宽调制(PWM)类型的开关方案，可以实现AC和DC电压之间的变换。在称作模块化多电平变换器(MMC)的另一种已知类型的VSC中，每个阀包括串联连接的一连串单元，每个单元包括能量储存元件(诸如电容器)和开关布置，开关布置能够被控制以便将能量储存元件串联连接在单元的端子之间或者旁路(bypass)能量储存元件。阀的单元或子模块被控制以在不同的时间连接或绕过其相应的能量储存元件，以便随时间改变阀两端的电压差。通过使用相对大量的子模块，并对开关动作适当地定时，阀能够合成近似于正弦波并包含低水平的谐波畸变的阶跃波形。本领域技术人员会理解MMC有各种设计。例如，MMC可以是半桥MMC或全桥MMC。在半桥MMC中，单元或子模块的能量储存元件与半桥开关布置连接，这允许能量储存元件被旁路或被连接，以在单元的端子处提供给定极性的电压。在全桥MMC中，单元或子模块的能量储存元件与全桥开关布置连接，这允许能量储存元件被旁路或被连接以在单元的端子处提供任一极性的电压。正常使用中，HVDC站的VSC通常参照相关连接的AC网络的AC波形被控制，以达到期望的功率流。一个VSC可以以电压控制操作以控制DC线路的电压，另一VSC以功率控制被控制以控制功率流。使用中，DC线路因此被充电到相关的操作DC电压。在DC网络初始启动时，或者在一些情况下在故障之后重新启动时，因此可能需要将DC线路充电到操作电压。在直流传输线的启动之前，或者在一些故障条件之后，连接至DC网络的VSC可以处于阻断的非操作状态。通常，一个VSC被用作充电变换器，并且以电压控制模式被去阻断(de-block)，并用来对(若干)DC线路充电，其它的(若干)变换器保持在阻断状态。充电变换器因此对在其近端的DC线路充电，其中，DC线路在其远端实际上可以是开路。这可能导致DC线路中的电压振荡，这能够导致远端的电压幅值大于1p.u.，并且这可能显著地超过直流传输线的额定电压，这是不希望的。
技术实现思路
本公开的实施例提供至少缓解这些振荡问题的方法和设备。因此，根据本专利技术，提供了一种控制电压源变换器以对直流传输线充电的方法，包括：基于电压命令控制所述电压源变换器以在所述直流传输线上生成DC电压；以及监测DC电流流动以确定电流振荡的指示；其中，所述电压命令基于电压参考信号，所述电压参考信号由电流振荡的所述指示调制，以提供振荡衰减。所述方法因此通过基于电压参考信号生成电压命令，控制正激励直流传输线的VSC，电压参考信号具体地可以是时变电压参考信号。使用时变电压参考信号能够有助于降低当直流传输线的电压随时间增大时任何电压振荡的程度。此外，DC电流流动被监测以确定电流中任何振荡的程度，基于电流振荡的指示，调制电压参考信号以提供电压命令。电压命令因此被有效地调制以衰减在VSC处的DC电流中的任何振荡，这具有衰减直流传输线的电压中的任何振荡的效果，这将在后面更加详细地解释。可以通过对指示DC电流流动的信号滤波，例如，通过对DC电流流动滤波以识别振荡分量，确定电流振荡的指示。对指示DC电流流动的信号滤波可以包括应用带通滤波器和/或高通滤波器中的至少一个。选择(若干)滤波器的通带或截止频率以分离振荡分量。在一些实施例中，电流振荡的指示可以与参考电流值比较。电流控制器可以接收电流振荡的指示，并确定用于调制所述第一时变电压参考信号的衰减控制信号。在一些实施例中，电流控制器可以是比例-积分控制器，不过可以使用其它类型的控制器。在一些实施例中，所述衰减控制信号的值可以被控制以便不超过预定极限。预定极限可以是固定的，或者在一些实施例中，预定极限可以随时间变化。如提到的，所述电压参考信号可以是时变电压参考信号。所述时变电压参考信号可以包括斜坡信号。所述斜坡信号可以从初始值斜坡变化到最终值，所述初始值对应于当所述电压源变换器初始被去阻断时的所述直流传输线的电压，所述最终值对应于所述直流传输线的标称电压。在一些实施例中，所述斜坡信号的斜率随时间变化。因此，时变电压参考信号的变化率可以随时间变化。例如，所述斜坡信号的斜率可以随时间减小。如后面更加详细地解释的，在对直流传输线充电的第一阶段期间，可以容忍更快速的变化率。当直流传输线的近端的电压接近标称电压时，变化率可以被降低，使得在远端任何电压振荡的幅值被降低，并且例如可以维持在可接受的安全操作极限内。在一方面，提供了一种启动HVDC系统的方法，所述HVDC系统包括由直流传输线连接至至少第二电压源变换器的第一电压源变换器。所述方法可以包括：根据上面的任一变形中描述的方法去阻断所述第一电压源变换器，并控制所述第一电压源变换器，同时使所述第二电压源变换器保持在阻断状态；以及随后去阻断所述第二电压源变换器。在另一方面，提供了存储在非瞬态存储介质上的机器可读代码，所述代码包括用于使适当的处理器执行控制上面描述的任一变形的VSC的方法的指令。各方面还涉及用于控制电压源变换器以对直流传输线充电的控制设备，所述控制设备包括：电压命令生成模块，所述电压命令生成模块用于生成电压命令，所述电压命令用于控制所述电压源变换器以在所述直流传输线上生成DC电压；所述电压命令生成模块被配置成：监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电压源变换器以对直流传输线充电的方法，所述方法包括：基于电压命令控制所述电压源变换器以在所述直流传输线上生成DC电压；以及监测DC电流流动以确定电流振荡的指示；其中，所述电压命令基于电压参考信号，所述电压参考信号由电流振荡的所述指示调制，以提供振荡衰减。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.16 EP 15159219.31.一种控制电压源变换器以对直流传输线充电的方法，所述方法包括：基于电压命令控制所述电压源变换器以在所述直流传输线上生成DC电压；以及监测DC电流流动以确定电流振荡的指示；其中，所述电压命令基于电压参考信号，所述电压参考信号由电流振荡的所述指示调制，以提供振荡衰减。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过对指示DC电流流动的信号滤波，确定电流振荡的所述指示。3.根据权利要求2所述的方法，其中，对指示DC电流流动的所述信号滤波包括应用带通滤波器和高通滤波器中的至少一个。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，电流控制器接收电流振荡的所述指示，并确定用于调制所述电压参考信号的衰减控制信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述衰减控制信号的值被控制以便不超过预定限制。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定限制随时间变化。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述电压参考信号是时变电压参考信号。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述时变电压参考信号包括斜坡信号。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述斜坡信号从初始值斜坡变化到最终值，所述初始值对应于当所述电压源变换器初始被去阻断时的所述直流传输线的电压，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R古普塔，C巴克，A亚当茨克，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH