一种高压直流输电换流阀换相实现方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种高压直流输电换流阀换相实现方法和系统，确定高压直流输电换流阀需要换相的两相；触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，通过可控电容装置减小了高压直流输电换流阀的换相时间，加快了换流速度，提高了换相可靠性，进而提高了高压直流输电换流阀换相过程中抵御换相失败的能力；另外本发明专利技术提供的技术方案在高压直流输电换流阀换相期间可控电容装置才投入，非换相时刻可控电容装置处于旁路状态，避免晶闸管模块上的晶闸管由于电压应力的显著增加而失效，延长了晶闸管的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电换流阀换相实现方法和系统
本专利技术涉及高压直流输电
，具体涉及一种高压直流输电换流阀换相实现方法和系统。
技术介绍
高压直流输电(highvoltagedirectcurrent,HVDC)是利用稳定的直流电，具有无感抗、容抗也不起作用以及无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电,输电过程为直流,常用于远距离大功率输电、海底电缆送电及交流系统非同步联络等方面。HVDC在不断向着更大输送容量、更远输送距离、更高输送电压、更灵活输送方式、更低输送损耗、更紧凑换流站体积的方向发展。HVDC包括换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。换流阀又称换流阀是换流站的关键设备，其功能是实现整流和逆变。目前换流阀多数采用晶闸管可控硅整流管组成三相桥式整流作为基本单元，称为换流桥,一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实现交流变直流和直流变交流。高压直流输电系统根据换流技术的不同分为：基于电网换相换流阀的高压直流输电系统(linecommutatedconverterhighvoltagedirectcurrent，LCC-HVDC)、基于电压源换流阀的高压直流输电系统(voltagesourcedconverterhighvoltagedirectcurrent，VSCHVDC)以及结合LCC和VSC的混合高压直流输电系统(hybridhighvoltagedirectcurrent,(hybridHVDC)。由于LCC-HVDC采用无自关断能力的晶闸管作为换流元件，LCC-HVDC需要一定强度的交流系统实现换相，这使得当直流连接弱交流系统或交流系统出现故障时，极易引起直流系统换相失败，换相失败会引起换流变压器直流偏磁、换流阀过热、送端电网过压和发电机组脱机等问题。尤其在直流多落点的电网系统中，单一换相失败可能引发继发性的换相失败，甚至引起直流系统闭锁，给电网稳定造成更大的冲击。现有技术一般采用控制角修正法、旁路电流法、串联电容器法、强迫换相法、无功补偿法等实现高压直流输电换流阀的换相，只能部分减小高压直流输电换流阀换相失败的几率，高压直流输电换流阀换相失败抵御能力弱。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中抵御能力弱的不足，本专利技术提供一种高压直流输电换流阀换相实现方法，包括：确定高压直流输电换流阀需要换相的两相；触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相。触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，包括：触发高压直流输电换流阀A相上桥臂的晶闸管模块V2，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于负投入状态、正投入状态和旁路状态，实现高压直流输电换流阀从B相换到A相；之后触发高压直流输电换流阀B相上桥臂的晶闸管模块V3，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于旁路状态、正投入状态和负投入状态，实现高压直流输电换流阀从C相换到B相。触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，包括：触发高压直流输电换流阀C相上桥臂的晶闸管模块V4，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于正投入状态、旁路状态和负投入状态，实现高压直流输电换流阀从A相换到C相；之后触发高压直流输电换流阀A相下桥臂的晶闸管模块V5，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于正投入状态、负投入状态和旁路状态，实现高压直流输电换流阀从B相换到A相。触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，包括：触发高压直流输电换流阀B相上桥臂的晶闸管模块V6，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于旁路状态、负投入状态和正投入状态，实现高压直流输电换流阀从C相换到B相；之后触发高压直流输电换流阀C相下桥臂的晶闸管模块V1，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于负投入状态、旁路状态和正投入状态，实现高压直流输电换流阀从A相换到C相。可控电容装置处于正投入状态时，所述可控电容装置的可关断器件S1和可关断器件S4处于导通状态，同时所述可控电容装置的可关断器件S2和可关断器件S3处于关断状态，所述可控电容装置的输出电压为正电压；所述可控电容装置处于负投入状态时，所述可关断器件S1和可关断器件S4处于关断状态，同时所述可关断器件S2和可关断器件S3处于导通状态，所述可控电容装置的输出电压为负电压；所述可控电容装置处于旁路状态时，所述可关断器件S1和可关断器件S3处于导通状态或可关断器件S2和可关断器件S4处于导通状态，所述可控电容装置的输出电压为0。另一方面，本专利技术还提供一种高压直流输电换流阀换相实现系统，包括高压直流输电换流阀、可控电容装置和换流变压器；所述高压直流输电换流阀通过可控电容装置与换流变压器连接。所述高压直流输电换流阀为六脉动输电换流阀，其包括晶闸管模块V1、晶闸管模块V2、晶闸管模块V3、晶闸管模块V4、晶闸管模块V5和晶闸管模块V6；所述晶闸管模块V4和晶闸管模块V1分别位于C相上桥臂和下桥臂；所述晶闸管模块V6和晶闸管模块V3分别位于B相上桥臂和下桥臂；所述晶闸管模块V2和晶闸管模块V5分别位于A相上桥臂和下桥臂。可控电容装置包括一个子模块或多个串联的子模块；所述子模块为全桥子模块；所述全桥子模块包括四个可关断模块和储能电容C1；其中两个可关断模块串联后，一端连接公共点E，另一端连接公共点F；其余两个可关断模块串联后，一端连接公共点E，另一端连接公共点F；所述储能电容C1的正极连接公共点E，其负极连接公共点F。其中两个可关断模块分别为第一可关断模块和第二可关断模块；其余两个可关断模块分别为第三可关断模块和第四可关断模块；所述第一可关断模块包括可关断器件S1和与可关断器件S1反并联的二极管D1；所述第二可关断模块包括可关断器件S2和与可关断器件S2反并联的二极管D2；所述第三可关断模块包括可关断器件S3和与可关断器件S3反并联的二极管D3；所述第四可关断模块包括可关断器件S4和与可关断器件S4反并联的二极管D4。所述可关断器件S1和可关断器件S3各自的集电极均连接公共点E，所述可关断器件S2和可关断器件S4各自的发射极均连接公共点F，所述可关断器件S1的发射极连接可关断器件S2的集电极，所述可关断器件S3的发射极连接可关断器件S4的集电极。本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的高压直流输电换流阀换相实现方法中，确定高压直流输电换流阀需要换相的两相；触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流输电换流阀换相方法，其特征在于，包括：/n确定高压直流输电换流阀需要换相的两相；/n触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电换流阀换相方法，其特征在于，包括：
确定高压直流输电换流阀需要换相的两相；
触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相。


2.根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀换相实现方法，其特征在于，所述触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，包括：
触发高压直流输电换流阀A相上桥臂的晶闸管模块V2，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于负投入状态、正投入状态和旁路状态，实现高压直流输电换流阀从B相换到A相；
之后触发高压直流输电换流阀B相上桥臂的晶闸管模块V3，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于旁路状态、正投入状态和负投入状态，实现高压直流输电换流阀从C相换到B相。


3.根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀换相实现方法，其特征在于，所述触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，包括：
触发高压直流输电换流阀C相上桥臂的晶闸管模块V4，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于正投入状态、旁路状态和负投入状态，实现高压直流输电换流阀从A相换到C相；
之后触发高压直流输电换流阀A相下桥臂的晶闸管模块V5，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于正投入状态、负投入状态和旁路状态，实现高压直流输电换流阀从B相换到A相。


4.根据权利要求1所述的高压直流输电换流阀换相实现方法，其特征在于，所述触发高压直流输电换流阀的晶闸管模块，并控制设置于高压直流输电换流阀与换流变压器之间每相上可控电容装置的状态，实现高压直流输电换流阀的换相，包括：
触发高压直流输电换流阀B相上桥臂的晶闸管模块V6，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于旁路状态、负投入状态和正投入状态，实现高压直流输电换流阀从C相换到B相；
之后触发高压直流输电换流阀C相下桥臂的晶闸管模块V1，并控制A、B、C相上的可控电容装置分别处于负投入状态、旁路状态和正投入状态，实现高压直流输电换流阀从A相换到C相。


5.根据权利要求2-4任一项所述的高压直流输电换流阀换相实现方法，其特征在于，所述可控电容装置处于正投入状态时，所述可控电容装置的可关断器件S1和可关断器件S4处于导通状态，同时所述可控电容装置的可关断器件S2和可关断器件S3处于关断状态，所述可控电容装...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，崔春艳，高凯，吴保义，张俊，张仕骐，任茂鑫，林曈，鲍伟，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，中电普瑞电力工程有限公司，南瑞集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31