一种高压直流输电启动和运行方法，它是在ＨＶＤＣ输电系统上并联ＶＳＣ－ＨＶＤＣ子系统，其共同受端为无源系统，所述ＨＶＤＣ输电系统由送端交流系统Ｓ↓［１］、系统阻抗Ｚ↓［ｓ１］、换流变压器Ｔ↓［ｓ１］、ＨＶＤＣ换流器及输电线路ＤＣ１构成，并通过断路器ＢＲＫ与母线Ｂ１相联；所述ＶＳＣ－ＨＶＤＣ子系统由送端交流系统Ｓ↓［２］、系统阻抗Ｚ↓［ｓ２］、换流变压器Ｔ↓［ｓ２］、ＶＳＣ－ＨＶＤＣ换流器及输电线路ＤＣ２构成，并直接与母线Ｂ１相联；通过ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的作用使ＨＶＤＣ平稳重启，并能和ＶＳＣ－ＨＶＤＣ共同为无源网络提供功率支持。本发明专利技术投入相对较少，能有效提高电力系统大停电后的恢复速度，缩短大停电时间，具有较大的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改进的高压直流输电运行方式。
技术介绍
随着经济和技术的不断发展,电力系统已经进入交直流混合输电的大电网时代。而电力系统的不断扩大使得高压直流输电(HVDC)的作用显得尤为突出。然而传统的 高压直流输电(HVDC)其换流站广泛采用晶闸管作为换流器件，由于晶闸管的半控性, 高压直流输电技术用于联网存在一些固有缺陷1. 传统HVDC需要交流电网提供换相电流，此电流实际就是相间的短路电流，当 交流电网发生故障或三相严重不对称等导致交流电势下降时，HVDC换流重叠角将增 大，导致换相失败。对多馈入HVDC的交流系统，交流系统故障和直流输电线路发生故 障时，容易诱发其它直流线路的连锁发应，对直流系统的安全运行和交流系统的稳定 均造成严重威胁。2. 传统HVDC需要交流电网提供换相电流，这就要求受端系统必须是有源网络。 而且即使当受端系统是有源网络，当其不具有足够的短路比时，HVDC也会发生连续换 相失败的事故，在这种情况下，也只能令系统退出运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服普通HVDC系统固有的缺陷、提出一种当HVDC停运时，能 够使其平稳重启并能输送一定功率的高压直流输电启动和运行方法。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，它是在HVDC输电系统上并联VSC-HVDC子系 统，其共同受端为无源系统，所述HVDC输电系统由送端交流系统Si、系统阻抗&、 换流变压器L、 HVDC换流器及输电线路DC1构成，并通过断路器BRK与母线B1相联; 所述VSC-HVDC子系统由送端交流系统S2、系统P且抗&、换流变压器12、 VSC-HVDC换 流器及输电线路DC2构成，并直接与母线B1相联；重启按如下方法进行所述VSC-HVDC整流侧釆用定直流电压和无功功率方式控制；使HVDC整流侧换流变压器换流阀带电；闭合BRK,使逆变侧的换流站换流变压器 Ts2与公共母线Bl相联，并使逆变侧换流变压器换流阀带电；HVDC整流侧和逆变侧两端换流站分别进行直流侧开关设备的操作，实现直流回 路连接；在触发角等于90或大于90的条件下，先解锁逆变器，后解锁整流器； 逐步升高逆变侧直流电压直至运行整定值，使直流电压升高到1. Opu; 逐渐升高整流侧直流电流直至运行的整定值；所述电流整流值定为0.2pu; 当直流电压和直流电流均升到整定值时，启动过程结束，直流输电系统转入正常 运行。上述高压直流输电启动和运行方法，所述VSC-HVDC整流侧釆用的定直流电压和 无功功率的控制方式为d轴和q轴解耦的控制策略。上述高压直流输电启动和运行方法，所述逆变器的调制度m:由下式确定换流器输出电压的基波分量仏和交流母线电压基波分量间的相角差由下式确定《arctan^^; 匈上述高压直流输电启动和运行方法，随所述输电系统重启，逐步投入交流滤波器和无功,M尝装置。本专利技术提供了一种新型高压直流输电的启动和运行方式，它能够使停运的HVDC 系统不是依靠传统的交流电网启动和运行，而是依靠VSC-HVDC系统启动和运行。传统 HVDC需要交流电网提供换相电流，所以当其受端为无源网络时，HVDC不能运行。而本 专利技术通过VSC-HVDC系统逆变侧的定交流电压的控制方式,可以使受端公共母线处的交 流电压在额定值附M稳定。此时投入HVDC及一些必要的滤波装置，可以使HVDC正 常启动且稳定运行，并能输送一定的功率。本专利技术投入相对较少，能有效提高电力系统大停电后的恢复速度，缩短大停电时间，具有较大的实用价值。 附图说明图1为VSC-HVDC原理图2为本专利技术系统原理图3为VSC-HVDC整流侧控制框图4为VSC-HVDC逆变侧控制框图5为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间整流侧的直流电压和直流电流标么值 舰图6为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间逆变侧的直流电压和直流电流标么值 舰图7为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间向无源网络传输的有功功率波形； 图8为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间逆变侧的关断角波形(稳定在29. 7度); 图9为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间整流侧的触发角波形(稳定在21. 2度); 图10为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间逆变侧交流电压有效值的标么值波形；图11为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间逆变侧交流电压瞬时值的标么值波形 在一个很小区间的细致1^见；图12为HVDC从启动前一秒到稳定运行期间VSC-HVDC传输的有功功率波形。 图中各标号表示为Z、换流电捐器等效电感；A VSC功率损耗等效电阻；、系 统电压；S!,HVDC系统的送端交流系统；HVDC系统的送端系统阻抗&; Tsl、 HVDC系统 的送端换流变压器；DC1、 HVDC系统输电线路；Tri、 HVDC系统的逆变侧变压器；Zr、 无源网络侧的等值阻抗；Lr、交流输电线路等值电感；S2、 VSC-HVDC子系统的送端交 流系统；《2、 VSC-HVDC子系统的系统阻抗；Ts2、 VSC-HVDC子系统始换流变压器；DC2、 VSC-HVDC输电线路；Tr2、 VSC-HVDC子系统逆变侧变压器；AC Filter、交流滤波器； BRK、断路器；Bl、母线；Ps、无源网络所需有功功率;Qs、无源网络所需无功功率； ref、直流母线电压参考衝l直流母线电压测量值；/ltef、整流侧交流电流参考值； 整流侧交流电流测量值的d轴分量；dd、整流侧系统交流电压d轴分量；wslq、整 流侧系统交流电压q轴分量；dd.整流换流器输出电压d轴分量；14、整流换流，出电压q轴分量；单元l、表示函数关系m,2^^ + 乙;单元2、表示函数关系为:^arctan!^; (^为整流侧交流系统输出无功功率参考值；UBlref. VSC-HVDC逆变侧交 流电压参考值；具体实施例方式本专利技术利用VSC-HVDC子系统协助HVDC系统进行重启和运行。在此过程中，HVDC 已经由于某种原因退出运行，通过断路器BRK与母线B1相联。如图2所示，VSC-HVDC 子系统正常运行，供电无源网络。VSC-HVDC (Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current, VSC-HVDC)以全控型器件为开关器件，具有以下主要优点a.能给无源网^^供电源；b.能对有功和无功进行独立快速的控制，可运行在有 功和无功四个象限状态;C.能为交流侧提供快速的无功支持，起到STATCOM的作用;d. 整流恻和逆变侧不需要进行通信，可以分别独立控制。图中，联网的VSC-HVDC整流侧釆用了定直流电压和无功功率的控制方式，具体釆 用d轴和q轴解耦的控制策略，即通过派克变换，推导出VSC-HVDC在dq同步旋转坐标系下的连续时间状态空间模型，来实现定直流电压和无功功率控制的目的，控制框图如 图3所示。图3中除PWM触JJc冲模块和锁相环夕卜其余部分为控制算法关系示意图，单元 l和单元2为控制函数关系，由于VSC-HVDC供电无源网络，所以逆变侧釆用的是定交流 电压的控制方式，控制框图如图4所示。图中，若IL为换流器输出电压的基波分量；Us为交流母线电压基波分量；5为仏和仏间的相角差；换流器采用PWM控制，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压直流输电启动和运行方法，其特征在于，在ＨＶＤＣ输电系统上并联ＶＳＣ－ＨＶＤＣ子系统，其共同受端为无源系统，所述ＨＶＤＣ输电系统由送端交流系统（Ｓ↓［１］）、系统阻抗（Ｚ↓［ｓ１］）、换流变压器（Ｔ↓［ｓ１］）、ＨＶＤＣ换流器及输电线路（ＤＣ１）构成，并通过断路器（ＢＲＫ）与母线（Ｂ１）相联；所述ＶＳＣ－ＨＶＤＣ子系统由送端交流系统（Ｓ↓［２］）、系统阻抗（Ｚ↓［ｓ２］）、换流变压器（Ｔ↓［ｓ２］）、ＶＳＣ－ＨＶＤＣ换流器及输电线路（ＤＣ２）构成，并直接与母线（Ｂ１）相联；重启按如下方法进行： 所述ＶＳＣ－ＨＶＤＣ整流侧采用定直流电压和无功功率方式控制，逆变侧采用定交流电压方式控制； 使ＨＶＤＣ整流侧换流变压器换流阀带电；闭合ＢＲＫ，使逆变侧的换流站换流变压器Ｔ↓［ｓ２］与公共母线Ｂ１相联，并使逆变侧换流变压器换流阀带电； ＨＶＤＣ整流侧和逆变侧两端换流站分别进行直流侧开关设备的操作，实现直流回路连接； 在触发角等于９０或大于９０的条件下，先解锁逆变器，后解锁整流器； 逐步升高逆变侧直流电压直至运行整定值，使直流电压升高到１．０ｐｕ； 逐渐升高整流侧直流电流直至运行的整定值；所述电流整流值定为０．２ｐｕ； 当直流电压和直流电流均升到整定值时，启动过程结束，直流输电系统转入正常运行。...
【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电启动和运行方法，其特征在于，在HVDC输电系统上并联VSC-HVDC子系统，其共同受端为无源系统，所述HVDC输电系统由送端交流系统(S1)、系统阻抗(Zs1)、换流变压器(Ts1)、HVDC换流器及输电线路(DC1)构成，并通过断路器(BRK)与母线(B1)相联；所述VSC-HVDC子系统由送端交流系统(S2)、系统阻抗(Zs2)、换流变压器(Ts2)、VSC-HVDC换流器及输电线路(DC2)构成，并直接与母线(B1)相联；重启按如下方法进行所述VSC-HVDC整流侧采用定直流电压和无功功率方式控制，逆变侧采用定交流电压方式控制；使HVDC整流侧换流变压器换流阀带电；闭合BRK，使逆变侧的换流站换流变压器Ts2与公共母线B1相联，并使逆变侧换流变压器换流阀带电；HVDC整流侧和逆变侧两端换流站分别进行直流侧开关设备的操作，实现直流回路连接；在触发角等于90或大于90的条件下，先解锁逆变器，后解锁整流器；逐步升高逆变侧直流电压直至运行整定值，使直流电压升高到1.0pu；逐渐升高整流侧直流电流直至运行的整定值；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵成勇，郭春义，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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