一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统及启动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统及启动方法，包括

【技术实现步骤摘要】
一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统及启动方法


[0001]本专利技术属于低频输电领域，具体涉及一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统启动方法
。

技术介绍

[0002]基于矩阵变换器
(M3C)
的低频输电系统是一种全新的输电方式，通过交交变换将工频交流电变换为低频交流电传输的方式来提高输电效率
。
在中远海上风电送出方案中，因其无需建设造价高昂和运维复杂的海上换流站而极具竞争力
。
[0003]低频输电系统由多个换频站并接组成，单个换频站将工频交流电交交变换为低频交流电，低频交流电连接低频变压器，通过低频线路接入到低频输电网，实现低频输电
。
低频输电系统传统的启动方法主要是通过工频侧带启动电阻充电，如专利申请“一种低频输电系统的启动方法及装置
(
公开号：
CN113595075A)”，启动回路由至少一个电阻和与电阻并联连接的旁路开关构成，启动电流的限制由配置启动电阻实现
。
该方法存在启动电阻必须配置的要求，增加了工程成本
。
专利申请“一种低频输电系统的软启动方法及存储介质
(
公开号：
CN113937995A)”，换频站通过工频侧充电，启动过程中在低频线路侧零电压零电流的状态下合闸线路开关，对低频输电系统无电流电压冲击
。
该方法仅采用工频侧充电，缺少低频侧也可用于充电的灵活性
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统启动方法，采用低频侧充电的启动方法，将充电电流控制在全桥子模块承受范围内
。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统，包括
N
个换频站，
N≥2
，其中，第
n
个换频站包括依次串联的工频充电开关
QS
n
、
工频变压器
TG
n
、
工频阀侧开关
QV
n
、
矩阵换流器
M3C
n
、
低频变压器
TL
n
以及低频线路开关
QL
n
，
n
＝1，2，
……
，
N
，第
n
个换频站的工频侧通过所述工频充电开关
QS
n
接入对应的工频输电网络
Sn
，每个换频站的低频侧通过对应的低频线路开关
QL
n
接入共同的低频输电网络，在
N
个换频站中，至少一个换频站中的工频阀侧开关
QV
n
两端还与启动电阻
R
n
并联，将并联启动电阻
R
n
的换频站设为定低频电压站，未并联启动电阻
R
n
的换频站设为定功率换频站；所述矩阵换流器
M3C
n
包括九条桥臂，每条桥臂包括依次连接的
M
个全桥子模块和电抗器，
M≥1
，每三条桥臂为一组，同一组中的三条桥臂的全桥子模块端分别接入三相工频端口，同一组中的三条桥臂的电抗器端共同接入低频线路开关三相输入端中的一相，三组桥臂的电抗器端分别接入低频线路开关三相输入端的不同相别
。
[0007]优选地，所述矩阵换流器为基于全桥模块化多电平矩阵变换器
。
[0008]一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统的启动方法，包括以下步骤：
[0009]S1
：合闸各个换频站的低频线路开关
QL
n
，各个换频站投入低频输电网络，相互之
间电气连接；
[0010]S2
：合闸各个换频站的工频充电开关
QS
n
，对定低频电压站的全桥子模块进行带启动电阻的不可控充电，合闸所述定低频电压站的工频阀侧开关对全桥子模块可控充电；
[0011]S3
：等待定低频电压站所有全桥子模块充电结束，定低频电压站各个全桥子模块电容电压均值达到额定后，定低频电压站解锁，建立额定低频电压，并通过低频侧对定功率换频站全桥子模块进行充电；
[0012]S4
：等待定功率换频站所有全桥子模块充电结束，各个桥臂电容电压均值达到额定后，定功率换频站启动，建立工频阀侧电压；
[0013]S5
：合闸所述定功率换频站工频阀侧开关并网，启动结束
。
[0014]优选地，定低频电压站的全桥子模块电容电压不可控充电结束的判据为各个全桥子模块电容电压的平均值均大于第一电容电压阈值，所述第一电容电压阈值为
U
p
/M
，
U
p
为工频变阀侧电压相电压幅值，
M
为一个桥臂中的全桥子模块数目
。
[0015]优选地，所述步骤
S3
中，判断定低频电压站所有全桥子模块充电结束方法为：当各个全桥子模块电容电压的平均值均大于第二电容电压阈值，则认为定低频电压站所有全桥子模块充电结束；其中，第二电容电压阈值为矩阵换流器全桥子模块电容电压额定值
。
[0016]优选地，所述步骤
S4
中，判断定功率换频站所有全桥子模块充电结束方法为：当各个桥臂全桥子模块电容电压的平均值均大于第二电容电压阈值，则认为定功率换频站所有全桥子模块充电结束，其中，第二电容电压阈值为矩阵换流器全桥子模块电容电压额定值
。
[0017]采用上述技术方案带来的有益效果：
[0018]1、
通过低频电压建立的合理设计，采用低频侧充电的启动方法，将充电电流控制在全桥子模块承受范围内，无需低频侧启动电阻配置；
[0019]2、
对启动过程合理优化，减去了定功率换频站的启动电阻配置，降低了系统的成本，促进了工程化应用；
[0020]3、
适用于低频或者分频输电工程，同时适用于两端以及多端工程，适应性强
。
附图说明
[0021]图1是本专利技术矩阵换流器结构示意图；
[0022]图2是本专利技术低频输电系统启动流程图；
[0023]图3是本专利技术三个换频站组成的低频输电系统实施例图
。
具体实施方式
[0024]以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明
。
[0025]本申请适用于低频或者分频输电工程，同时适用于两端以及多端工程
。
所述的低频输电系统，包括
N
个换频站，
N
大于等于2，
n
为换频站标号，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统，其特征在于，包括
N
个换频站，
N≥2
，其中，第
n
个换频站包括依次串联的工频充电开关
QS
n
、
工频变压器
TG
n
、
工频阀侧开关
QV
n
、
矩阵换流器
M3C
n
、
低频变压器
TL
n
以及低频线路开关
QL
n
，
n
＝1，2，
……
，
N
，第
n
个换频站的工频侧通过所述工频充电开关
QS
n
接入对应的工频输电网络
Sn
，每个换频站的低频侧通过对应的低频线路开关
QL
n
接入共同的低频输电网络，在
N
个换频站中，至少一个换频站中的工频阀侧开关
QV
n
两端还与启动电阻
R
n
并联，将并联启动电阻
R
n
的换频站设为定低频电压站，未并联启动电阻
R
n
的换频站设为定功率换频站；所述矩阵换流器
M3C
n
包括九条桥臂，每条桥臂包括依次连接的
M
个全桥子模块和电抗器，
M≥1
，每三条桥臂为一组，同一组中的三条桥臂的全桥子模块端分别接入三相工频端口，同一组中的三条桥臂的电抗器端共同接入低频线路开关三相输入端中的一相，三组桥臂的电抗器端分别接入低频线路开关三相输入端的不同相别
。2.
根据权利要求1所述一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统，其特征在于，所述矩阵换流器为基于全桥模块化多电平矩阵变换器
。3.
一种基于权利要求1～2任一项所述的一种基于低频侧充电的柔性低频输电系统的启动方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海勇，吴小丹，潘磊，邱德锋，姜崇学，陆立文，林艺哲，潘武略，钱政旭，方愉冬，曹文斌，裘鹏，裘愉涛，戚宣威，吴俊，吴佳毅，王松，陈明，方芳，孙文文，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：