一种混合高压柔性直流电网的启动方法及系统技术方案

一种混合高压柔性直流电网的启动方法及系统，包括：基于区域外部直流母线设定电网区域；基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器；启动电网区域间的直流变压器。本发明专利技术制定出合理的混合电网启动时序，使直流电网安全稳定的启动，避免在混合直流电网在启动过程中出现过压、过流现象。

【技术实现步骤摘要】
一种混合高压柔性直流电网的启动方法及系统
本专利技术涉及高压直流输电系统，具体涉及一种混合高压柔性直流电网的启动方法及系统。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭和改善环境压力的日益增加，全世界均面临着能源结构的战略性调整，大规模开发和利用新能源势在必行。由于大规模新能源资源和负荷中心的逆向分布，能源资源与负荷中心极不均衡的分布态势导致需要建设大规模远距离的电能输送通道，以实现大规模能源资源的集约化开发和资源优化配置。当前的高压直流输电技术主要包括传统的基于电网换相整流器高压直流输电技术LCC-HVDC和以全控型器件为基础的电压源换流站高压直流输电VSC-HVDC。LCC-HVDC具有线路容量大，造价低等优点，但是LCC-HVDC需要交流系统提供换相电流，连接弱交流电网时容易引起换相失败，其次LCC-HVDC无功消耗大，没有无功调节能力，需要额外配置无功补偿装置，加上LCC换流站设备多，占地面积大等特点，不适用于占地受限并网的建设及发展。VSC-HVDC输电技术与LCC-HVDC输电技术相比，具有有功无功独立控制、易于实现潮流反转、为交流系统提供无功支持、可向无源网络供电、占地面积小等优点，但是目前VSC-HVDC在建设成本、运行经验及可靠性、换流站损耗方面仍不占优势。由于LCC-HVDC和VSC-HVDC各具有优缺点，因此为了充分利用二者的优势，出现了混合直流输电技术将常规直流输电和柔性直流输电的结合，即输电线路的一端是LCC，另一端是VSC，混合直流输电技术不但可以保留柔性直流输电技术的绝大部分优势，而且可以优化工程造价。混合直流输电系统内部由多个换流站、DC/DC变换器组成。换流站外部连接不同的新能源发电基地，交流电网和直流电网，每个变换器之间具有多条传输线路，不同电压等级的换流器之间又通过DC/DC变换器进行互联。因而混合直流电网的拓扑结构变化多样，继而导致混合直流电网的控制策略也很复杂，早期的直流工程都为两端换流站通过点对点连接实现有功的传输，因而现有的直流输电控制技术大都为点对点控制技术。随着混合直流电网的出现，越来越多的源端和受端加入输电系统中，现有的点对点的直流控制技术无法适应混合直流输电的发展需求，不能实现多电源供电和多落点受电。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种混合高压柔性直流电网的启动方法及系统，为混合高压柔性直流电网的启动制定出合理的启动时序，使直流电网安全稳定的启动，避免在混合直流电网在启动过程中出现过压、过流现象。本专利技术提供的技术方案是：一种混合高压柔性直流电网的启动方法，包括：基于区域外部直流母线设定电网区域；基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器；启动电网区域间的直流变压器。优选的，所述基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器，包括：基于电网区域内换流站的功率器件和应用场合确定所述电网区域的类型；基于所述电网区域的类型确定启动点，并设置所述启动点的控制模式。优选的，所述基于电网区域内换流站的功率器件和应用场合确定所述电网区域的类型，包括：当所述功率器件为晶闸管且所述应用场合为新能源发电、陆上与海上风电接入和多端直流时，则所述电网区域的类型为电压源型换流站-高压柔性直流输电网VSC-HVDC；当所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管且所述应用场合为陆上输电时，则所述电网区域的类型为电流源型换流站-高压柔性直流输电网LCC-HVDC。优选的，所述基于所述电网区域的类型确定启动点，并设置所述启动点的控制模式，包括：当电网区域类型为VSC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站作为启动点；当电网区域类型为LCC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站作为启动点；设置所述启动点为电压模式，并将VSC-HVDC电网区域中所述启动点外的其余电压源型换流站均设置为功率模式，LCC-HVDC电网区域中所述启动点外的其余电流源型换流站均设置为电流模式。优选的，所述当电网区域类型为VSC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站作为启动点，包括：当所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站为一个时，则将所述电压源型换流站设定为启动点；当所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站有多个时，选任一个电压源型换流站作为启动点。优选的，所述当电网区域类型为LCC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站作为启动点包括：当所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站为一个时，将所述电流源型换流站设定为启动点；当所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站有多个时，选任一个电流源型换流站作为启动点。优选的，所述基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器，包括：为所述启动点的交流侧提供电压，闭合交流侧开关启动所述启动点，且设置所述启动点在控制直流侧电压模式；闭合所述启动点输出电压连接的直流变换器的交流侧开关启动所述直流变换器，且设置所述直流变换器在控制直流侧电压模式，依次启动所述电网区域内的直流变换器；闭合区域边界直流变换器的交流侧开关启动所述区域边界直流变换器；其中，所述区域边界直流变换器为区域外部直流母线相连的直流变换器；所述电网区域内直流变换器包括：所述启动点到所述区域边界直流变换器之间的直流变换器。优选的，所述区域边界直流变换器，还包括：当电网区域内的区域外部直流母线直接与电压源型换流站或电流源型换流站相连时，所述启动点与区域边界直流变换器为同一个电压源型换流站或电流源型换流站。优选的，所述区域外部直流母线相连的直流变换器，包括：当与所述区域外部直流母线相连的直流变换器只有一个时，则所述直流变换器为区域边界直流变换器；当与所述区域外部直流母线相连的直流变换器至少两个时，则任选其中一个直流变换器作为区域边界直流变换器。优选的，所述为所述启动点的交流侧提供电压，包括：当交流电网与启动点交流侧的启动电压不匹配时，配置交流升压或降压变压器。优选的，所述基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器，还包括：将所述区域边界直流变换器设置为电压模式；将VSC-HVDC电网区域中其余直流变换器设置为功率模式，将LCC-HVDC电网区域中其余直流变换器设置为电流模式。优选的，所述启动电网区域间的直流变压器后，还包括：将所述直流变压器设置为功率模式。优选的，所述基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器，还包括：在电流源型换流站-高压柔性直流输电网中，当电网需改变能量传输方向时，基于电压极性可反转的直流变换器进行潮流反转。优选的，所述基于电压极性可反转的直流变换器进行潮流反转，包括：在潮流反转前，将所述电压极性可反转的直流变换器设置为功率模式，并将所述电压极性可反转直流变换器的功率降到0，调节需要反转的电流源型换流站的直流侧电压为反极性电压；待反转电压和潮流稳定，重新设置所述电压极性可反转直流变换器的反极性启动恢复功率。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种混合高压柔性直流电网的启动系统，包括：设定模块，用于基于区域外部直流母线设定电网区域；启动点模块，用于基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器；启动模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合高压柔性直流电网的启动方法，其特征在于，包括：基于区域外部直流母线设定电网区域；基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器；启动电网区域间的直流变压器。

【技术特征摘要】
1.一种混合高压柔性直流电网的启动方法，其特征在于，包括：基于区域外部直流母线设定电网区域；基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器；启动电网区域间的直流变压器。2.如权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述基于所述电网区域的类型确定启动点，并基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器，包括：基于电网区域内换流站的功率器件和应用场合确定所述电网区域的类型；基于所述电网区域的类型确定启动点，并设置所述启动点的控制模式。3.如权利要求2所述的启动方法，其特征在于，所述基于电网区域内换流站的功率器件和应用场合确定所述电网区域的类型，包括：当所述功率器件为晶闸管且所述应用场合为新能源发电、陆上与海上风电接入和多端直流时，则所述电网区域的类型为电压源型换流站-高压柔性直流输电网VSC-HVDC；当所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管且所述应用场合为陆上输电时，则所述电网区域的类型为电流源型换流站-高压柔性直流输电网LCC-HVDC。4.如权利要求3所述的启动方法，其特征在于，所述基于所述电网区域的类型确定启动点，并设置所述启动点的控制模式，包括：当电网区域类型为VSC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站作为启动点；当电网区域类型为LCC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站作为启动点；设置所述启动点为电压模式，并将VSC-HVDC电网区域中所述启动点外的其余电压源型换流站均设置为功率模式，LCC-HVDC电网区域中所述启动点外的其余电流源型换流站均设置为电流模式。5.如权利要求4所述的启动方法，其特征在于，所述当电网区域类型为VSC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站作为启动点，包括：当所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站为一个时，则将所述电压源型换流站设定为启动点；当所述电网区域内连接交流电网的电压源型换流站有多个时，选任一个电压源型换流站作为启动点。6.如权利要求4所述的启动方法，其特征在于，所述当电网区域类型为LCC-HVDC时，将所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站作为启动点包括：当所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站为一个时，将所述电流源型换流站设定为启动点；当所述电网区域内连接交流电网的电流源型换流站有多个时，选任一个电流源型换流站作为启动点。7.如权利要求4所述的启动方法，其特征在于，所述基于所述启动点启动所述电网区域内的直流变换器，包括：为所述启动点的交流侧提供电压，闭合交流侧开关启动所述启动点，且设置所述启动点在控制直流侧电压模式；闭合所述启动点输出电压连接的直流变换器的交流侧开关启动所述直流变换器，且设置所述直流变换器在控制直流侧电压模式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，曹远志，卢俊峰，陶以彬，姚良忠，庄俊，李官军，桑丙玉，崔红芬，周晨，余豪杰，刘欢，鄢盛驰，冯鑫振，李跃龙，朱红保，侯书毅，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32