本发明专利技术属于直流储能和柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流系统及其黑启动控制方法，本发明专利技术柔性直流系统包括直流储能阀和柔直换流阀，柔直换流阀的交流侧用于连接交流电网，直流储能阀的直流侧与柔直换流阀连接，直流储能阀包括多个串联的子模块，在与柔直换流阀连接的交流电网失电情况下，通过直流储能阀的电池组给柔性直流系统的直流线路侧提供直流电压支撑，再启动柔性直流系统的换流阀，为连接的交流电网提供交流电压支撑，进而完成交流电网的恢复，提高了系统稳定性，既可以保证关键负荷供电和设备的连续稳定运行，在一定条件下还可以为大电网的恢复提供启动电源，缩短了整个系统的恢复时间，减少了停电造成的损失。失。失。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流系统及其黑启动控制方法
[0001]本专利技术属于直流储能和柔性直流输电
，具体涉及一种柔性直流系统及其黑启动控制方法。
技术介绍
[0002]储能技术是未来新型电力系统建设关键技术的支撑点，可以有效解决新能源功率的间歇性、波动性问题，并实现大电网调频调峰、风光电源友好并网、支撑微电网运行和用户需求侧响应，具有深远的意义。
[0003]交流储能电站存在转换效率低、模块拓扑复杂且器件多、无法解决柔性直流的功率盈余和功率冲击等多种问题，其对于新能源接入柔性直流系统并非经济有效的方案。针对柔性直流一般仅通过配置大容量耗能装置实现受端交流系统故障穿越，而对新能源功率波动性、随机性及新能源电场故障下的系统功率冲击等问题均无有效解决方案，且交流储能电站配置大容量耗能装置不适用于含直流储能的柔性直流系统，导致系统不稳定适用性差。
[0004]含直流储能的柔性直流系统是解决综上系列问题的重要技术手段，对于含直流储能的柔性直流技术，国内外尚无研究成果，相关直流侧储能设计处于技术空白。在交流电网因故障停运后，通过电池组给直流储能阀及柔直换流阀充电完成启动过程，进一步带动交流系统恢复供电的黑启动控制有着举足轻重的现实意义。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种柔性直流系统及其黑启动控制方法，用以解决现有技术中交流储能电站配置大容量耗能装置不适用于含直流储能的柔性直流系统，导致系统不稳定的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种柔性直流系统的黑启动控制方法，包括如下步骤：
[0007]1)在与柔直换流阀连接的交流电网失电情况下，使直流储能阀和柔直换流阀连接；
[0008]2)使直流储能阀中的电池组对柔直换流阀和直流储能阀中的电容进行充电；
[0009]3)在直流储能阀中的电容充电完成时，解锁直流储能阀所包括的各子模块，以使直流储能阀和柔直换流阀之间的直流线路电压稳定在直流电压额定值；
[0010]4)在柔直换流阀充电完成时，解锁柔直换流阀，在柔直换流阀的交流侧电压升高到额定交流电压时，使柔直换流阀与交流电网连接，完成黑启动。
[0011]其有益效果为：本专利技术在与柔直换流阀连接的交流电网失电情况下，通过直流储能阀的电池组给柔性直流系统的直流线路侧提供直流电压支撑，再启动柔性直流系统的换流阀，为连接的交流电网提供交流电压支撑，进而完成交流电网的恢复，本专利技术的柔性直流系统的黑启动基于直流储能，提高了系统稳定性，既可以保证关键负荷供电和设备的连续
稳定运行，在一定条件下还可以为大电网的恢复提供启动电源，缩短了整个系统的恢复时间，减少了停电造成的损失。
[0012]进一步地，步骤1)中，使直流储能阀和柔直换流阀连接时，先通过预充支路对直流储能阀中的电容进行不控充电，并通过直流线路对柔直换流阀的进行不控充电；在预充支路电流小于电流设定阈值时旁路预充支路，对直流储能阀中的电容进行可控充电。
[0013]其有益效果为：直流储能阀中的电容和柔直换流阀的进行不控充电，以及在预充支路电流小于电流设定阈值时旁路预充支路，对直流储能阀中的电容进行可控充电，以使直流储能阀中的电容和柔直换流阀快速充电促进交流电网恢复。
[0014]进一步地，步骤1)中，使直流储能阀和柔直换流阀连接时，需使与直流储能阀连接的接地刀闸处于分位状态。
[0015]其有益效果为：直流储能阀连接的接地刀闸处于分位状态，使系统避免接地。
[0016]进一步地，步骤3)中，在直流储能阀充电完成时，采用定直流电压控制模式解锁直流储能阀所包括的各子模块。
[0017]其有益效果为：定直流电压控制模式解锁直流储能阀所包括的各子模块，使系统运行中的电压稳定，进一步提高了系统稳定性。
[0018]进一步地，步骤4)在柔直换流阀充电完成时，采用定交流频率和交流电压模式解锁柔直换流阀。
[0019]其有益效果为：采用定交流频率和交流电压模式解锁柔直换流阀，可快速解锁柔直换流阀并保持系统稳定。
[0020]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种柔性直流系统，柔性直流系统包括直流储能阀和柔直换流阀，柔直换流阀的交流侧用于连接交流电网，直流储能阀的直流侧与柔直换流阀连接，直流储能阀包括多个串联的子模块，柔性直流系统用于采用如下方法进行黑启动：
[0021]1)在与柔直换流阀连接的交流电网失电情况下，使直流储能阀和柔直换流阀连接；
[0022]2)使直流储能阀中的电池组对柔直换流阀和直流储能阀中的电容进行充电；
[0023]3)在直流储能阀中的电容充电完成时，解锁直流储能阀所包括的各子模块，以使直流储能阀和柔直换流阀之间的直流线路电压稳定在直流电压额定值；
[0024]4)在柔直换流阀充电完成时，解锁柔直换流阀，在柔直换流阀的交流侧电压升高到额定交流电压时，使柔直换流阀与交流电网连接，完成黑启动。
[0025]其有益效果为：本专利技术在与柔直换流阀连接的交流电网失电情况下，通过直流储能阀的电池组给柔性直流系统的直流线路侧提供直流电压支撑，再启动柔性直流系统的换流阀，为连接的交流电网提供交流电压支撑，进而完成交流电网的恢复，本专利技术的柔性直流系统的黑启动基于直流储能，提高了系统稳定性，既可以保证关键负荷供电和设备的连续稳定运行，在一定条件下还可以为大电网的恢复提供启动电源，缩短了整个系统的恢复时间，减少了停电造成的损失。
[0026]进一步地，每个直流储能阀子模块均包括一个预充支路，预充支路与电容和电池组之间的主支路上串设的主开关并联，预充支路上串设有预充电开关和预充电电阻；且先通过预充支路直流储能阀中的电容进行不控充电，以及对柔直换流阀的中的电容进行不控
充电，若预充支路电流小于电流设定阈值旁路预充支路，对直流储能阀中的电容进入可控充电。
[0027]直流储能阀中的电容和柔直换流阀进行不控充电，以及在预充支路电流小于电流设定阈值时旁路预充支路，对直流储能阀中的电容进行可控充电，以使直流储能阀中的电容和柔直换流阀快速充电促进交流电网恢复。
[0028]进一步地，步骤1)中，使直流储能阀和柔直换流阀连接时，需使与直流储能阀连接的接地刀闸处于分位状态。
[0029]其有益效果为：直流储能阀连接的接地刀闸处于分位状态，使系统避免接地。
[0030]进一步地，步骤3)中，在直流储能阀中的电容充电完成时，采用定直流电压控制模式解锁直流储能阀所包括的各子模块。
[0031]其有益效果为：定直流电压控制模式解锁直流储能阀所包括的各子模块，使系统运行中的电压稳定，进一步提高了系统稳定性。
[0032]进一步地，步骤4)在柔直换流阀充电完成时，采用定交流频率和交流电压模式解锁柔直换流阀。
[0033]其有益效果为：采用定交流频率和交流电压模式解锁柔直换流阀，可快速解锁柔直换流阀并保持系统稳定。
附图说明
[0034]图1是本专利技术直流储能拓扑结构图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性直流系统的黑启动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在与柔直换流阀连接的交流电网失电情况下，使直流储能阀和柔直换流阀连接；2)使直流储能阀中的电池组对柔直换流阀和直流储能阀中的电容进行充电；3)在直流储能阀中的电容充电完成时，解锁直流储能阀所包括的各子模块，以使直流储能阀和柔直换流阀之间的直流线路电压稳定在直流电压额定值；4)在柔直换流阀充电完成时，解锁柔直换流阀，在柔直换流阀的交流侧电压升高到额定交流电压时，使柔直换流阀与交流电网连接，完成黑启动。2.根据权利要求1所述的柔性直流系统的黑启动控制方法，其特征在于，步骤1)中，使直流储能阀和柔直换流阀连接时，直流储能阀中的电池组先通过预充支路对直流储能阀中的电容进行不控充电，并通过直流线路对柔直换流阀进行不控充电；在预充支路电流小于电流设定阈值时旁路预充支路时，对直流储能阀中的电容进行可控充电。3.根据权利要求1所述的柔性直流系统的黑启动控制方法，其特征在于，步骤1)中，使直流储能阀和柔直换流阀连接时，需使与直流储能阀连接的接地刀闸处于分位状态。4.根据权利要求1所述的柔性直流系统的黑启动控制方法，其特征在于，步骤3)中，在直流储能阀中的电容充电完成时，采用定直流电压控制模式解锁直流储能阀所包括的各子模块。5.根据权利要求1所述的柔性直流系统的黑启动控制方法，其特征在于，步骤4)在柔直换流阀充电完成时，采用定交流频率和交流电压模式解锁柔直换流阀。6.一种柔性直流系统，其特征在于，所述柔性直流系统包括直流储能阀和柔直换流阀，柔直换流阀的交...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋延涛，郝俊芳，吴庆范，范雪峰，刘晨，田培涛，王秋开，李传西，杜少林，刘旭辉，曹森，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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