控制高压直流系统中的电压源变换器(CON1；CON2)的方法包括独立于连接到电压源变换器(CON1；CON2)的交流网络(N1；N2)中的状况地控制电压源变换器(CON1；CON2)生成的交流电压(UV1；UV2)的频率和电压幅值的步骤。该方法由高压直流系统的控制单元来执行。在具体实施例中，该方法形成使交流网络黑启动的方法的基础，其中交流网络包括输电线并且连接到至少两个交流电站，其中至少两个交流电站中的一个经由高压直流系统连接到交流网络。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制高压直流(HVDC，high voltage direct current)系统中的电压源变换器的方法和HVDC系统及其变换器站。
技术介绍
HVDC系统包括第一和第二变换器站，每一个包含电压源变换器(VSC，voltage source converter)，用于将电力从第一交流(AC)网络传送到第二 AC网络。电压源变换器(VSC)不仅在高压直流(HVDC)系统中使用，还用作例如静态无功补偿器(SVC，Static Var Compensator)。在HVDC应用中，电压源变换器连接在直流(DC)链路和AC网络之间，在作为静态无功补偿器的应用中，电压源变换器连接在直流电压源和AC 网络之间。在这两种应用中，电压源变换器必须能够产生频率与AC网络的频率相同的AC 电压。通过关于AC网络的电压分别调制电压源变换器产生的AC电压的幅值和相位来控制通过变换器的无功和有功功率流。尤其是，安装有串联连接的晶体管(IGBT)的电压源变换器使得这种类型的变换器可以在比较高的电压使用。脉冲宽度调制(PWM，pulse width modulation)用于控制产生的AC电压，这使得能够对电压进行快速的控制。根据通过引用包含于此的US 6400585，用于HVDC系统中的变换器站的电压控制的控制系统是先前已知的。该控制系统的目的是在异常电压状况下也将直流链路的电压保持在安全工作界限内。已知的HVDC系统包括第一和第二变换器站，每一个变换器站在DC链路的每一侧具有连接在DC链路和AC网络之间的电压源变换器。变换器站的电流控制系统具有通过影响AC网络中的母线电压和电压源变换器的桥电压之间的相移(phase displacement)来控制DC链路和AC网络之间的有功功率流的装置。下面进一步解释术语母线电压和桥电压。控制系统包括响应于DC链路处异常电压状况的指示产生相变命令信号(phase change order signal)的装置、以及响应于所述相变命令信号影响桥电压的相位的装置，以保证桥电压和母线电压之间的相移产生从DC链路到AC网络的有功功率流。锁相环(PLL，phase-locked loop)装置保证变换器站的控制系统与AC网络的母线电压的相位同步地工作。DC链路中的有功功率流必须是平衡的。这意味着离开该链路的有功功率必须等于该链路接收的功率。任何差异可能导致DC电压急剧增大或者减小。为了实现这种功率平衡，变换器站中的一个对DC电压进行控制。因此，另一个变换器站相应地可以通过控制DC 电流来控制DC链路的有功功率流。通常，上游变换器站控制DC电压，而下游变换器站控制有功功率流。^ Qahraman ^AW An electromagnetic transient simulation model for voltage sourced converter based HVDC transmission，，，Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, Niagara Falls, Ont., Canada,2-5May 2004, vol. 2，pages 1063-1066，ISBN :0-7803-8253_6，对电压源变换器中的有功和无功功率的单独控制是已知的，其中比例积分控制器作用于实际的无功功率误差以分别生成到内PWM控制器的电压参考的幅值和相位。在AC网络或者AC电网中大面积断电之后恢复电力可能非常困难。需要使多个电站重新并网(on-line)。通常，这借助于来自电网的其余部分的电力来完成。在没有电网电力时，需要进行所谓的黑启动(black start)以引导电网工作。为了提供黑启动，典型地一些电站安装有小的柴油发电机，柴油发电机可以用于启动具有几兆瓦容量的较大的发电机，较大的发电机继而可以用于启动主电站发电机。使用汽轮机的发电厂需要多达其容量的10%的厂用电(station service power)用于锅炉给水泵、锅炉送风助燃空气鼓风机以及用于燃料准备。然而，在每一个站处提供这样大的待机容量不经济，因此必须通过输电网络从其它站提供黑启动电力。基于实际场景的典型的黑启动序列如下·电池启动安装在水力发电站中的小柴油发电机。 来自柴油发电机的电力用于使水力发电站工作。·对水电站和其它区域之间的关键输电线供电。 来自水坝的电力用于启动火力基荷厂(coal-fired base load)。 来自基荷厂的电力用于重新启动系统中的所有其它电厂，包括核电厂。·最终将电力重新施加到主电力分配网络并发送给客户。在断电之后恢复电力不是简单的过程。在恢复过程期间系统脆弱时，持续出现小的干扰，电网将经历从去源网络、经过各种弱网络状况、到正常的强AC网络的不同状况。为了在恢复过程期间保持频率和电压稳定，需要整个协作系统的恢复计划。从 ht tp //www. versorgungssicherheit. at/ down load 上作为 Gutachten Glavitsch. pdf 公幵的Einfluss der Liberalisierung auf die Versorgungssicherheit in den Stromnetzen bzw. Regelungserfordernisse durch die Beh5rden”，例如通过识别网络中能够向局部网络提供电力的自治区域、之后逐渐连接其它网络区域来执行去源AC网络中的电力恢复是已知的。当变换器连接到仅进行发电例如风场、或者仅进行消耗、或者两者的混合的孤立网络，将难以预测有功功率和无功功率。因此，难以确定希望的有功功率和希望的无功功率(^f，对它们进行控制将是不实际的。当变换器连接到去源AC电力网络，即根本没有电力供应时，因为没有AC电压用于 PLL的同步，上面描述的已知控制系统将无法工作，并且由于电流是通过连接的负载自然地确定的，因此电流控制将不工作。当变换器连接到非常弱的AC电力网络，即网络中的已有短路功率近似等于或者小于变换器额定时，因为弱AC网络提供更加振荡的AC母线电压，上面描述的已知控制系统难以保持稳定，这导致PLL和电流控制的振荡，因为两个系统都使用AC母线电压作为输入。从WO 03/(^6118Α1，已知电压源变换器可以用于对弱交流电压网络或者去源交流电压网络供电。这是如何进行的在这里没有进行讨论。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种用于控制HVDC链路中的电压源变换器的方法和系统，其允许对去源AC网络进行更稳定的供电。第二目的是找到一种使AC网络黑启动的方法，其中该方法基于电压源变换器的控制方法。根据本专利技术的对连接两个交流网络的高压直流系统中的电压源变换器进行控制的方法，其中所述两个交流网络中的一个没有电力供给，而所述两个交流网络中的另一个正常工作，所述电压源变换器连接到没有电力供给的所述交流网络，所述方法包括使所述电压源变换器作为电压源发电机工作以产生具有希望的频率和希望的电压幅值、被表示为桥电压的交流电压，通过控制所产生的交流电压的频率和幅值使用直接的交流电压和频率控制来实现，其中所述电压源变换器由具有标称值的高压直流本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种对连接两个交流网络的高压直流系统中的电压源变换器进行控制的方法，其中所述两个交流网络中的一个没有电力供给，而所述两个交流网络中的另一个正常工作，所述电压源变换器连接到没有电力供给的所述交流网络，所述方法包括：使所述电压源变换器作为电压源发电机工作以产生具有希望的频率（ｆ＿ｏｒｄ）和希望的电压幅值的、被表示为桥电压（ＵＶ１；ＵＶ２）的交流电压，通过控制所产生的交流电压的频率和幅值使用直接的交流电压和频率控制来实现，其中所述电压源变换器由具有标称值的高压直流系统的直流电压供电。
【技术特征摘要】
2006.06.30 US 60/817,3521.一种对连接两个交流网络的高压直流系统中的电压源变换器进行控制的方法，其中所述两个交流网络中的一个没有电力供给，而所述两个交流网络中的另一个正常工作，所述电压源变换器连接到没有电力供给的所述交流网络，所述方法包括使所述电压源变换器作为电压源发电机工作以产生具有希望的频率(f_ord)和希望的电压幅值(UVord )的、 被表示为桥电压(UVl ；UV2)的交流电压，通过控制所产生的交流电压的频率和幅值使用直接的交流电压和频率控制来实现，其中所述电压源变换器由具有标称值的高压直流系统的直流电压供电。2.根据权利要求1所述的方法，其中在连接到没有电力供给的交流网络的变换器站中，实现了在所述桥电压的希望的相角(€_ord)与表示为母线电压(UL1，UL2)的所连接的交流网络的交流电压之间的强迫同步。3.根据权利要求2所述的方法，其中强迫同步是通过将母线电压的q分量设置为零并且将母线电压的d分量设置为电压幅值命令(UMR)、使得dq参考平面上的所述桥电压的参考值成为际二 =CZMi + + 而实现的，其中^^二是dq参考平面上的所述桥电压的参考值，UMR是电压幅值命令，@匈是预测的电压降。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中通过包括自适应电压下降功能 (62)的电压反馈控制(UACREG)来控制所述桥电压的电压幅值，所述自适应电压下降功能作用于在与没有电力供给的交流网络(m ；N2)的连接点处测量的无功功率⑴)。5.根据权利要求4所述的方法，其中随着无功功率⑴)的增大，自适应电压下降功能 (62)使交流电压参考信号(ULR)增大。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法，其中通过锁相环(PLL_IN)来控...
【专利技术属性】
技术研发人员：江英，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。