一种混合换流器及其控制方法技术

本发明专利技术属于直流输电技术领域，涉及一种混合换流器及其控制方法，包括三种工作状态，正常工作状态，故障穿越状态，旁路退出状态。正常工作状态下，控制待换相桥臂主支路全控型子换流器较大延时分断；故障穿越状态下，控制待换相桥臂主支路全控型子换流器较小延时分断；旁路退出状态下，立即始终触发所有桥臂主支路全控型子换流器旁路支路，始终闭锁所有桥臂主支路全控型子换流器及辅助支路。本发明专利技术能够有效减小混合换流器稳态运行损耗，切实避免交流故障时的换相失败，可靠保证严重故障下全控型子换流器设备安全，且实现简单，可靠性高，便于工程应用。程应用。程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种混合换流器及其控制方法


[0001]本专利技术属于直流输电
，具体涉及一种混合换流器及其控制方法。

技术介绍

[0002]常规高压直流输电(LCC
‑
HVDC)技术具有应用成熟、成本低、损耗小等优势，但由于常规直流输电技术采用无自关断能力的普通晶闸管作为换流元件，因此LCC
‑
HVDC的运行容易受交流电网的影响，当交流电网发生故障时，LCC
‑
HVDC容易发生换相失败。
[0003]主动换相的混合换流器通过对LCC
‑
HVDC桥臂进行改造，将单个桥臂改造为由主支路、辅助支路并联构成，主、辅支路均含有半控型晶闸管换流器，此外主支路还串联有一个低压大电流全控型换流器，辅助支路则串联有高压小电流全控型换流器，通过全控型换流器的可控关断特性，实现主、辅支路和不同桥臂间的主动换相，从而可以有效避免换相失败发生。
[0004]改造后的主动换相的混合换流器控制需要满足如下条件：(1)稳态运行时低损耗；(2)交流故障时可靠辅助换相；(3)保护闭锁时保障自身设备安全。
[0005]然而，针对主动换相的混合换流器稳态运行和交流故障时，如何控制全控型子换流器分断，严重故障时如何实现自我保护，尚无系统且有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种混合换流器及其控制方法，用以降低稳态运行损耗，解决交流故障时的换相失败问题，同时实现严重故障下全控型子换流器保护。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混合换流器控制方法，采用如下方案中的至少一种方案进行混合换流器控制：
[0008]方案一：若混合换流器处于正常工作状态下，以预换相桥臂触发信号上升沿为基准，经过较大延时时间，控制待换相桥臂主支路上全控型子换流器分断；
[0009]方案二：若混合换流器处于故障穿越状态下，以预换相桥臂触发信号上升沿为基准，经过较小延时时间，控制待换相桥臂主支路上全控型子换流器分断；
[0010]其中，预换相桥臂为将要导通的桥臂，待换相桥臂为将要关断的桥臂；混合换流器包括六个桥臂，每个桥臂包括并联的主支路和辅助支路，主支路上串设有半控型子换流器和全控型子换流器，全控型子换流器两端并联有旁路支路；辅助支路上串设有全控型子换流器和半控型子换流器；较大延时时间大于较小延时时间。
[0011]其有益效果为：本专利技术正常运行时主支路全控型子换流器分断采用大延时模式，确保全控型子换流器小电流或零电流分断，能够有效减小混合换流器稳态运行损耗；交流故障时主支路全控型子换流器分断采用小延时模式，保证全控型子换流器迅速辅助换相，能够切实避免换相失败。
[0012]进一步地，本专利技术的混合换流器控制方法还采用方案三进行混合换流器控制；方案三：旁路退出状态下，立即触发所有桥臂主支路上全控型子换流器的旁路支路，同时始终
闭锁所有桥臂主支路上全控型子换流器及辅助支路。
[0013]其有益效果为：严重故障时，通过旁路所有桥臂主支路全控型子换流器及闭锁所有桥臂辅助支路，能够避免严重故障下全控型子换流器不必要的过应力，可靠保证全控型子换流器设备安全。
[0014]进一步地，若换流器解锁运行、无交流故障信号且无保护闭锁信号，则判定混合换流器处于正常工作状态。
[0015]其有益效果为：通过不同信号以区分不同状态，并根据不同状态采取相应的措施，可靠保证混合换流器设备安全。
[0016]进一步地，若换流器解锁运行、有交流故障信号且无保护闭锁信号，则判定混合换流器处于故障穿越状态。
[0017]其有益效果为：通过不同信号以区分不同状态，并根据不同状态采取相应的措施，可靠保证混合换流器设备安全。
[0018]进一步地，若换流器解锁运行且有保护闭锁信号，则判定混合换流器处于旁路退出状态。
[0019]其有益效果为：通过不同信号以区分不同状态，并根据不同状态采取相应的措施，可靠保证混合换流器设备安全。
[0020]进一步地，若交流母线电压零序分量绝对值大于第一设定阈值或交流电压幅值跌落量大于第二设定阈值，则判定有交流故障信号，否则判定无交流故障信号。
[0021]其有益效果为：通过设定阈值判断是否出现交流故障，使设备能够可靠运行。
[0022]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种混合换流器，包括六个桥臂，每个桥臂包括并联的主支路和辅助支路，主支路包括串联的半控型子换流器和全控型子换流器，全控型子换流器两端并联有旁路支路；辅助支路包括串联的全控型子换流器和半控型子换流器；混合换流器用于采用如下方案中的至少一种方案进行混合换流器控制：方案一：若混合换流器处于正常工作状态下，以预换相桥臂触发信号上升沿为基准，经过较大延时时间，控制待换相桥臂主支路上全控型子换流器分断；
[0023]方案二：若混合换流器处于故障穿越状态下，以预换相桥臂触发信号上升沿为基准，经过较小延时时间，控制待换相桥臂主支路上全控型子换流器分断；
[0024]其中，预换相桥臂为将要导通的桥臂，待换相桥臂为将要关断的桥臂；较大延时时间大于较小延时时间。
[0025]其有益效果为：本专利技术的混合换流器稳态运行时主支路全控型子换流器分断采用大延时模式，确保全控型子换流器小电流或零电流分断，能够有效减小混合换流器稳态运行损耗；交流故障时主支路全控型子换流器分断采用小延时模式，保证全控型子换流器迅速辅助换相，能够切实避免换相失败。
[0026]进一步地，旁路支路上设有半控型子换流器。
[0027]其有益效果为：旁路支路上设有半控型子换流器，有效避免严重故障下全控型子换流器不必要的过应力，可靠保证全控型子换流器设备安全。
[0028]进一步地，主支路全控型子换流器、辅助支路半控型子换流器和全控型子换流器的两端均并联有避雷器。
[0029]其有益效果为：并联避雷器以限制其两端过电压，防止过电压损坏设备。
[0030]混合换流器还用于采用方案三进行混合换流器控制；
[0031]方案三：旁路退出状态下，立即触发所有桥臂主支路上全控型子换流器的旁路支路，同时始终闭锁所有桥臂主支路上全控型子换流器及辅助支路；旁路退出状态下的操作具有最高控制优先级。
[0032]其有益效果为：严重故障时，系统需要闭锁停运，因此已无主动换相必要，通过旁路所有桥臂主支路全控型子换流器及闭锁所有桥臂辅助支路，能够避免严重故障下全控型子换流器不必要的过应力，可靠保证全控型子换流器设备安全。
附图说明
[0033]图1是本专利技术的混合换流器拓扑结构示意图；
[0034]图2是本专利技术的混合换流器控制方法的流程图。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0036]混合换流器的实施例：
[0037]如图1所示，该混合换流器由V1、V2、V3、V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合换流器控制方法，其特征在于，采用如下方案中的至少一种方案进行混合换流器控制：方案一：若混合换流器处于正常工作状态下，以预换相桥臂触发信号上升沿为基准，经过较大延时时间，控制待换相桥臂主支路上全控型子换流器分断；方案二：若混合换流器处于故障穿越状态下，以预换相桥臂触发信号上升沿为基准，经过较小延时时间，控制待换相桥臂主支路上全控型子换流器分断；其中，所述预换相桥臂为将要导通的桥臂，待换相桥臂为将要关断的桥臂；所述混合换流器包括六个桥臂，每个桥臂包括并联的主支路和辅助支路，主支路上串设有半控型子换流器和全控型子换流器，全控型子换流器两端并联有旁路支路；辅助支路上串设有全控型子换流器和半控型子换流器；所述较大延时时间大于较小延时时间。2.根据权利要求1所述的混合换流器控制方法，其特征在于，还采用方案三进行混合换流器控制；方案三：旁路退出状态下，立即始终触发所有桥臂主支路上全控型子换流器的旁路支路，同时始终闭锁所有桥臂主支路上全控型子换流器及辅助支路。3.根据权利要求1所述的混合换流器控制方法，其特征在于，若换流器解锁运行、无交流故障信号且无保护闭锁信号，则判定混合换流器处于正常工作状态。4.根据权利要求1所述的混合换流器控制方法，其特征在于，若换流器解锁运行、有交流故障信号且无保护闭锁信号，则判定混合换流器处于故障穿越状态。5.根据权利要求2所述的混合换流器控制方法，其特征在于，若换流器解锁运行且有保护闭锁信号，则判定混合换流器处于旁路退出状态。6.根据权利要求3或4所述的混合换流器...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛翀，朱兆芳，平明丽，杨美娟，朱龙臻，马焕，刘启建，宋晓梅，何复兴，王先为，刘欣和，李道洋，行登江，
申请(专利权)人：许继集团有限公司西安许继电力电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：