一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置，该控制方法包括：投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。本发明专利技术通过在软启电阻旁路时控制投入部分在均压排序操作中切除的子模块，可以调整桥臂电压对冲掉该阶跃电压，破坏了冲击电流的产生条件，消除了旁路软启电阻带来的冲击，以避免交流侧冲击电流的出现，保证了换流阀系统安全。

Starting control method and device for flexible DC transmission commutation valve

The invention relates to a start-up control method and a device for a flexible HVDC converter valve. The control method includes: putting in soft-start resistance to charge the bridge arm module; performing the sub-module voltage-sharing sorting operation to remove some sub-modules in the bridge arm; by-pass soft-start resistance to lock all the un-removed sub-modules in the bridge arm. The block and at least one sub module are removed to adjust the bridge arm voltage. The invention can adjust the bridge arm voltage to eliminate the step voltage, destroy the producing condition of the impulse current, eliminate the impulse caused by the soft-start resistance of the bypass, avoid the occurrence of the impulse current on the AC side, and ensure the converter valve by controlling the sub-module of the input part removed in the voltage-sharing sequencing operation when the soft-start resistance bypass is in operation. System security.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置
本专利技术涉及一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置，属于柔性直流输电

技术介绍
模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)因其控制灵活、能够四象限运行、易扩容等特点，在新能源并网、配电网扩容、海岛供电、电网互联等方面相对传统直流输电具有较大优势。随着模块化多电平柔性直流输电技术的不断成熟，对柔性直流输电的控制要求也越来越高。在一般工程应用中，柔性直流输电换流阀的启动过程为：柔性直流输电系统处于闭锁状态，采用软启电阻对桥臂子模块进行预充电；充电到一定阶段后，旁路掉软启电阻，解锁柔性直流输电系统，继续对桥臂子模块进行充电，直至升高至额定电压。在柔性直流输电换流阀的工作过程中，由于需要在柔性直流输电系统解锁前对其子模块进行充电，交流侧启动子模块充电过程中，交流侧主要存在两次较大的冲击电流，第一次发生在开始充电时刻(交流侧软启开关闭合时)，此时的冲击电流由系统参数例如阀侧电压等级、阀侧换流变、软启电阻、桥臂电抗器、子模块参数等决定。第二次发生在软启电阻旁路时刻，由于充电过程中，软启电阻存在分压，软启电阻切除后，桥臂电压与阀侧电压存在电压差，导致冲击电流。若此时通过直流侧为其他端进行直流充电，软启电阻切除后，同样会导致直流侧冲击电流。对于减小启动子模块充电过程中的第一次的冲击电流，在不改变系统参数的前提下，最有效的手段就是加大软启电阻，加大软启电阻带来的问题就是软启电阻分压过大，桥臂分压降低，当旁路软启电阻时，会带来更大的电压差，导致第二次冲击电流更大。另外，解锁阶段同样会产生较大冲击电流，因柔性直流输电系统一般采用SPWM调制方法，保证了相电压的正弦性，但其对直流电压的利用率较低，而三相不控整流得到的直流母线电压并不满足SPWM调制的最低需求，由此产生解锁阶段冲击电流。在多端直流侧连接时，在直流侧和交流侧均会产生较大冲击电流。因此，减小启动和解锁时对系统的冲击电流及扰动对新能源并网、配电网及弱电网系统稳定运行显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置，用于解决如何减小换流阀的冲击电流的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法，包括以下方案：方法方案一：步骤如下：投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。方法方案二：在方法方案一的基础上，闭锁桥臂中所有被切除的子模块。方法方案三：在方法方案一或二的基础上，还包括：旁路软启电阻后，解锁桥臂子模块，根据解锁子模块的电压，确定直流电压指令初始值；将直流电压指令从直流电压指令初始值逐步升高至额定值，进行闭环控制。方法方案四：在方法方案三的基础上，所述直流电压指令初始值的计算公式为：其中，Uref0为直流电压指令初始值，Vsm为子模块电压，N为解锁子模块的数目，Vp为阀侧线电压峰值，Int函数为向下取整函数。方法方案五：在方法方案三的基础上，将直流电压指令从直流电压指令初始值按照设定斜率逐步升高至额定值。本专利技术还提供了一种柔性直流输电换流阀的启动控制装置，包括以下方案：装置方案一：包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令以实现如下方法：投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。装置方案二：在装置方案一的基础上，闭锁桥臂中所有被切除的子模块。装置方案三：在装置方案一或二的基础上，还包括：旁路软启电阻后，解锁桥臂子模块，根据解锁子模块的电压，确定直流电压指令初始值；将直流电压指令从直流电压指令初始值逐步升高至额定值，进行闭环控制。装置方案四：在装置方案三的基础上，所述直流电压指令初始值的计算公式为：其中，Uref0为直流电压指令初始值，Vsm为子模块电压，N为解锁子模块的数目，Vp为阀侧线电压峰值，Int函数为向下取整函数。装置方案五：在装置方案三的基础上，将直流电压指令从直流电压指令初始值按照设定斜率逐步升高至额定值。本专利技术的有益效果是：在软启电阻旁路后，由于桥臂电抗器电压以及软启电阻电压的作用，系统换流阀会存在电压阶跃，此时控制投入部分在均压排序操作中切除的子模块，可以调整桥臂电压对冲掉该阶跃电压，破坏了冲击电流的产生条件，消除了旁路软启电阻带来的冲击，以避免交流侧冲击电流的出现；因此对于弱电网系统可以通过增大软启电阻，降低合闸时刻带来的冲击电流，减小对电网的冲击，同时降低了软启电阻功率等级，效果尤为明显。进一步的，在桥臂子模块解锁过程中，通过确定直流电压指令初始值，并将直流电压指令从直流电压指令初始值逐步升高至额定值，该直流电压指令初始值由子模块电压做支撑，保证解锁后系统直流电压完全受控，直流电压跟随直流电压指令斜坡上升，同时不会造成调制度饱和，避免了解锁时刻对交流侧出现较大的冲击电流，进一步的保证了系统安全。附图说明图1是柔性直流输电换流阀的启动控制方法的流程图；图2是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的交流电压变化图；图3是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的直流电压变化图；图4是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的交流电流变化图；图5是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的直流电流变化图；图6是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的交流电压变化图；图7是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的直流电压变化图；图8是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的交流电流变化图；图9是单端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的直流电流变化图；图10是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的交流电压变化图；图11是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的直流电压变化图；图12是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的交流电流变化图；图13是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流前的直流电流变化图；图14是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的交流电压变化图；图15是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的直流电压变化图；图16是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的交流电流变化图；图17是多端柔性直流输电换流阀在抑制冲击电流后的直流电流变化图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提供了一种柔性直流输电换流阀的启动控制装置，该启动控制装置包括处理器和存储器，该处理器用于处理存储在存储器中的指令，以实现一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法，该控制方法的控制流程图如图1所示，主要包括以下步骤：(1)投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电。闭合交流侧电源开关，交流侧电源通过投入的软启电阻对换流阀6个桥臂上的各个子模块的电容进行充电。其中，各个桥臂子模块的具体拓扑可以采用现有技术中所存在的任意拓扑结构，此处不再赘述。(2)执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块。为了保证最后充电结束后，桥臂中各个子模块的电压均匀分布，需要对桥臂子模块进行均压排序操作，由于该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法，其特征在于，步骤如下：投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法，其特征在于，步骤如下：投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。2.根据权利要求1所述的柔性直流输电换流阀的启动控制方法，其特征在于，闭锁桥臂中所有被切除的子模块。3.根据权利要求1或2所述的柔性直流输电换流阀的启动控制方法，其特征在于，还包括：旁路软启电阻后，解锁桥臂子模块，根据解锁子模块的电压，确定直流电压指令初始值；将直流电压指令从直流电压指令初始值逐步升高至额定值，进行闭环控制。4.根据权利要求3所述的柔性直流输电换流阀的启动控制方法，其特征在于，所述直流电压指令初始值的计算公式为：其中，Uref0为直流电压指令初始值，Vsm为子模块电压，N为解锁子模块的数目，Vp为阀侧线电压峰值，Int函数为向下取整函数。5.根据权利要求3所述的柔性直流输电换流阀的启动控制方法，其特征在于，将直流电压指令从直流电压指令初始值按照设定斜率逐步升高至额定值。6.一种柔性直流输电换流阀的启动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洋洋，董朝阳，吉攀攀，俎立峰，李坤，樊大帅，蒋晶，刘静一，李康，陆翌，李继红，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，国网浙江省电力有限公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41