高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法和装置，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值和/或空载直流电压调节死区；当整流器的空载直流电压大于/小于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之和，降低/升高整流器阀侧交流电压；根据逆变器运行状态给定不同的空载直流电压参考值和/或空载直流电压调节死区；当逆变器的空载直流电压大于/小于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之和，降低/升高逆变器阀侧交流电压。本发明专利技术相比恒定的触发角或关断角参考值和恒定空载直流电压参考值，减少换流变压器的分接头调节次数和交流滤波器的投切次数，适合应用在高压直流输电系统频繁调节功率的场景。率的场景。率的场景。

【技术实现步骤摘要】
高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法和装置


[0001]本专利技术属于直流输电
，具体涉及一种高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]现有的高压直流输电系统采用基于晶闸管的电网换相换流器，在功率大范围调节时，空载直流电压需要大范围变化来保证触发角调节范围较小。当给定的空载直流电压不合适导致触发角较大时，电网换相换流器的损耗和电压应力都较大。为了使触发角运行在合适的范围内，通过在换流变压器配置分接头来调节阀侧电压，进而改变空载直流电压。现有的换流变压器分接头调节策略包括定触发角、定关断角、定空载直流电压和定直流电压，其中，定触发角策略为维持触发角在15
°±
2.5
°
，定关断角策略为维持关断角在19.5
°±
1.5
°
，定空载直流电压策略一般定在额定空载直流电压，定直流电压策略为控制整流侧直流电压在额定值附近。
[0003]随着高比例新能源接入，由于新能源出力不稳定，高压直流输电系统需要频繁调节功率，同时，高比例新能源接入也会造成换流母线电压波动增大，现有技术中触发角或关断角调节范围较窄，需要依赖频繁调节空载直流电压来维持稳定的直流功率输送，导致换流变压器的分接头调节次数和交流滤波器投切次数都显著增多，影响了换流变压器的分接开关和交流滤波器的分合开关的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的，在于提供一种高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法和装置，用于适应高压直流输电系统的频繁调节功率。
[0005]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0006]一种高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法，应用于高压直流输电系统，所述高压直流输电系统包括整流器和逆变器，所述整流器通过直流线路或直流母线与所述逆变器连接；所述控制方法包括整流器的动态空载直流电压控制方法和/或逆变器的动态空载直流电压控制方法；
[0007]所述整流器的动态空载直流电压控制方法包括如下步骤：
[0008]步骤A，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值和/或空载直流电压调节死区；
[0009]步骤B，当整流器的空载直流电压大于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之和，降低整流器阀侧交流电压，当整流器的空载直流电压小于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之差，升高整流器阀侧交流电压；
[0010]所述逆变器的动态空载直流电压控制方法包括如下步骤：
[0011]步骤C，根据逆变器运行状态给定不同的空载直流电压参考值和/或空载直流电压调节死区；
[0012]步骤D，当逆变器的空载直流电压大于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之和，降低逆变器阀侧交流电压，当逆变器的空载直流电压小于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之差，升高逆变器阀侧交流电压。
[0013]上述步骤A中，整流器运行状态包括直流功率、直流电流、直流电压、交流电压中的一种或至少两种的组合；所述步骤C中，逆变器运行状态包括直流功率、直流电流、直流电压、交流电压中的一种或至少两种的组合。
[0014]上述步骤A中，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值，包括，当直流功率增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电流增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电压增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当交流电压增大时，增大空载直流电压参考值；反之，当直流功率减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电流减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电压减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当交流电压减小时，减小空载直流电压参考值。
[0015]上述步骤A中，根据整流器运行状态给定空载直流电压调节死区，包括，当直流功率增大时，减小空载直流电压调节死区；或者，当直流电流增大时，减小空载直流电压调节死区；或者，当直流电压增大时，减小空载直流电压调节死区；或者，交流电压波动小时，减小空载直流电压调节死区；反之，当直流功率减小时，增大空载直流电压调节死区；或者，当直流电流减小时，增大空载直流电压调节死区；或者，当直流电压减小时，增大空载直流电压调节死区；或者，交流电压波动大时，增大空载直流电压调节死区。
[0016]上述步骤A中，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值，包括，根据整流器直流功率给定不同的空载直流电压参考值，包括如下步骤：
[0017]步骤A01，将直流功率从小到大分为n个功率点；
[0018]步骤A02，根据但不限于换流阀损耗和/或谐波和/或功率转代限制条件，确定每个功率点下触发角允许的运行范围；
[0019]步骤A03，综合考虑换流阀损耗和/或谐波和/或功率转代限制条件，确定每个功率点下的空载直流电压参考值，步骤如下：
[0020]步骤A031，确定最小功率点下的触发角，并计算最小功率点下的空载直流电压参考值；
[0021]步骤A032，维持所述最小功率点下的空载直流电压参考值不变，按照从小到大顺序依次计算其他功率点下的触发角，直至第2个至第j个功率点下的触发角均在其允许的运行范围，而第j+1个功率点超出其允许的运行范围；
[0022]步骤A033，重新确定第j+1个功率点下的触发角，并计算第j+1个功率点下的空载直流电压参考值；
[0023]步骤A034，维持所述第j+1个功率点下的空载直流电压参考值不变，按照从小到大顺序继续依次计算其他功率点下的触发角，直至第j+2个至第k个功率点下的触发角均在其允许的运行范围，而第k+1个功率点超出其允许的运行范围；
[0024]步骤A035，依次类推，直至第n个功率点。
[0025]上述步骤C中，根据逆变器运行状态给定不同的空载直流电压参考值，包括，
[0026]当高压直流输电系统的线路压降小于逆变器的换相压降时，当直流功率增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电流增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直
流电压增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当交流电压增大时，增大空载直流电压参考值；反之，当直流功率减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电流减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电压减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当交流电压减小时，减小空载直流电压参考值；
[0027]当高压直流输电系统的线路压降大于逆变器的换相压降时，当直流功率增大时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电流增大时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电压减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当交流电压减小时，减小空载直流电压参考值；反之，当直流功率减小时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电流减小时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电压增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当交流电压增大时，增大空载直流电压参考值；
[0028]所述线路压降包括直流线路压降和接地极线路压降。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电系统动态空载直流电压控制方法，应用于高压直流输电系统，所述高压直流输电系统包括整流器和逆变器，所述整流器通过直流线路或直流母线与所述逆变器连接；其特征在于：所述控制方法包括整流器的动态空载直流电压控制方法和/或逆变器的动态空载直流电压控制方法；所述整流器的动态空载直流电压控制方法包括如下步骤：步骤A，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值和/或空载直流电压调节死区；步骤B，当整流器的空载直流电压大于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之和，降低整流器阀侧交流电压，当整流器的空载直流电压小于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之差，升高整流器阀侧交流电压；所述逆变器的动态空载直流电压控制方法包括如下步骤：步骤C，根据逆变器运行状态给定不同的空载直流电压参考值和/或空载直流电压调节死区；步骤D，当逆变器的空载直流电压大于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之和，降低逆变器阀侧交流电压，当逆变器的空载直流电压小于空载直流电压参考值和空载直流电压调节死区之差，升高逆变器阀侧交流电压。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，整流器运行状态包括直流功率、直流电流、直流电压、交流电压中的一种或至少两种的组合；所述步骤C中，逆变器运行状态包括直流功率、直流电流、直流电压、交流电压中的一种或至少两种的组合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值，包括，当直流功率增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电流增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电压增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当交流电压增大时，增大空载直流电压参考值；反之，当直流功率减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电流减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电压减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当交流电压减小时，减小空载直流电压参考值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，根据整流器运行状态给定空载直流电压调节死区，包括，当直流功率增大时，减小空载直流电压调节死区；或者，当直流电流增大时，减小空载直流电压调节死区；或者，当直流电压增大时，减小空载直流电压调节死区；或者，交流电压波动小时，减小空载直流电压调节死区；反之，当直流功率减小时，增大空载直流电压调节死区；或者，当直流电流减小时，增大空载直流电压调节死区；或者，当直流电压减小时，增大空载直流电压调节死区；或者，交流电压波动大时，增大空载直流电压调节死区。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，根据整流器运行状态给定不同的空载直流电压参考值，包括，根据整流器直流功率给定不同的空载直流电压参考值，包括如下步骤：步骤A01，将直流功率从小到大分为n个功率点；步骤A02，根据但不限于换流阀损耗和/或谐波和/或功率转代限制条件，确定每个功率点下触发角允许的运行范围；步骤A03，综合考虑换流阀损耗和/或谐波和/或功率转代限制条件，确定每个功率点下
的空载直流电压参考值，步骤如下：步骤A031，确定最小功率点下的触发角，并计算最小功率点下的空载直流电压参考值；步骤A032，维持所述最小功率点下的空载直流电压参考值不变，按照从小到大顺序依次计算其他功率点下的触发角，直至第2个至第j个功率点下的触发角均在其允许的运行范围，而第j+1个功率点超出其允许的运行范围；步骤A033，重新确定第j+1个功率点下的触发角，并计算第j+1个功率点下的空载直流电压参考值；步骤A034，维持所述第j+1个功率点下的空载直流电压参考值不变，按照从小到大顺序继续依次计算其他功率点下的触发角，直至第j+2个至第k个功率点下的触发角均在其允许的运行范围，而第k+1个功率点超出其允许的运行范围；步骤A035，依次类推，直至第n个功率点。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤C中，根据逆变器运行状态给定不同的空载直流电压参考值，包括，当高压直流输电系统的线路压降小于逆变器的换相压降时，当直流功率增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电流增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电压增大时，增大空载直流电压参考值；或者，当交流电压增大时，增大空载直流电压参考值；反之，当直流功率减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电流减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电压减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当交流电压减小时，减小空载直流电压参考值；当高压直流输电系统的线路压降大于逆变器的换相压降时，当直流功率增大时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电流增大时，减小空载直流电压参考值；或者，当直流电压减小时，减小空载直流电压参考值；或者，当交流电压减小时，减小空载直流电压参考值；反之，当直流功率减小时，增大空载直流电压参考值；或者，当直流电流减小...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢东斌，徐玲铃，李凤祁，张国华，王永平，李军，刘心旸，孙瑾，刘孝辉，邱树明，刘卓锟，叶晌骏，李健栋，康建爽，王小杰，罗钰魁，
申请(专利权)人：国家电网有限公司直流技术中心，
类型：发明
国别省市：