本发明专利技术涉及一种三端柔性直流输电系统的启动方法及装置，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于，1）将其中两个换流站设为送端换流站，一个换流站为受端换流站，三个换流站之间通过直流线路连接；2）三端柔性直流输电系统基于自励预充电启动，在不可控阶段，所有大功率开关器件IGBT信号无法上位即处于闭锁状态，通过串接限流电阻器对子模块电容充电；在可控阶段，解锁大功率开关器件IGBT控制信号以利于控制子模块电容器继续充电，当电容电压接近预设水平，切除限流电阻，切换到正常运行模式状态；3）三端柔性直流输电系统在三端控制器作用下，逐渐进入预定的稳态运行模式，启动过程完成。本发明专利技术可有效减少系统启动对电网侧的影响，并具有逻辑清晰、可操作性强、可靠性高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流输电系统的启动方法，尤其是一种三端柔性直流输电系统的启动方法及装置。属于电力系统输配电
技术介绍
柔性直流输电系统在直流输电领域的重要性日益增强，其多端系统(即系统内存在多个换流站)更可体现灵活输电的特点，但多端系统的启动控制是工程应用中必然面临且亟待解决的关键性问题。目前柔性直流输电系统在世界范围已经有较多的工程应用，但全部都是基于双端 系统进行设计的方案，两个换流站之间进行启动控制与传统直流工程没有太大差别。但在三端或三端以上的多端系统中，运行方式较双端系统更为多样，启动时需考虑的因素也更多，正确可罪的启动控制束略可使系统保持安全稳定运彳丁，冋时也能减少系统启动对电网的冲击。通过按照一定步骤顺序对交、直流侧开关设备的操作，换流器的解锁或闭锁，使直流功率按照给定速率上升或下降等操作来实现柔性直流输电系统的启动。如果顺序不正确，也会造成器件损坏，引发系统故障。现有技术中，由于国内外还没有出现多端柔性直流输电系统的相关工程，因此关于多端柔性直流输电系统的启动策略，更没有相关的工程中实施。随着柔性直流输电技术的发展，三端柔性直流输电系统已经成为技术发展的趋势，由于其在海岛送电上具有广泛的应用价值，针对两送端一受端的三端系统已逐步列入我国的工程规划中，因此针对此类三端柔性直流输电系统的启动控制策略就成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是为了提供一种三端柔性直流输电系统的启动方法，该启动方法可应用于两送端一受端的三端柔性直流输电系统中的启动，能够安全、合理、经济地使系统由停运状态进入运行状态。本专利技术的目的之二，是为了提供一种三端柔性直流输电系统的启动装置。本专利技术的目的之一可以通过以下技术方案达到一种三端柔性直流输电系统的启动方法与策略，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于，I)将其中两个换流站设为送端换流站(VSC1、VSC2)，一个换流站为受端换流站(VSC3)，三个换流站之间通过直流线路连接；2)三端柔性直流输电系统基于自励预充电启动，包括不可控阶段和可控阶段；在不可控阶段，所有大功率开关器件IGBT信号无法上位即处于闭锁状态，通过串接限流电阻器及利用续流二极管对子模块电容充电，限制启动初期的过电流；在可控阶段，当模块电容电压达到一定值后，换流站子模块的大功率开关器件IGBT具有可控性，则解锁大功率开关器件IGBT控制信号以利于控制子模块电容器继续充电，当电容电压接近预设水平，则切除限流电阻，切换到正常运行模式状态，最终完成充电过程；3)三端柔性直流输电系统在三端控制器作用下，逐渐进入预定的稳态运行模式，至此启动过程完成。本专利技术涉及的三端柔性直流输电系统基于自励预充电启动，策略为包括两个基本阶段即不控阶段和可控阶段。在启动模式第一阶段，所有IGBT信号无法上位均处于闭锁状态，通过串接限流电阻器利用续流二极管对子模块电容充电，限制启动初期的过电流；当模块电容电压达到一定值后，即此时模块IGBT具有可控性，则解锁IGBT信号利于控制器继续充电的任务，当电容电压接近预设水平，则切除限流电阻，切换到正常运行模式状态，最终完成充电过程。进一步地，前述步骤2)中涉及的完成充电过程，包括如下步骤 (I)将各换流站的交流断路器和直流开关处于断开状态；(2)闭合直流开关，闭合交流断路器SI，断开交流断路器S2并在该交流断路器处串入限流电阻Rlim，各换流器所连接的交流系统通过大功率开关器件IGB续流二极管向模块电容进行预充电；(3)若充电达到预定值，在保证换流站有功功率及无功功率为零的条件下，解锁各换流站换流器的触发信号，使前述子模块电容电压在换流站换流器的控制器控制下继续进行充电；若充电未达到预定值，继续步骤2)对向模块电容进行预充电；(4)当充电至接近额定值时，闭合交流断路器S2并断开限流电阻Rlim，切换换流站到定直流电压模式；完成换流器子模块充电过程。进一步地，所述的自励预充电启动包括如下步骤I)初始阶段，各站的交流断路器和直流开关均处于断开状态，换流器各子模块不带电，换流器处于闭锁状态；2)闭合直流开关，闭合换流站的交流断路器SI，断开换流站的交流断路器S2，串入限流电阻，各站进入不控整流阶段，各换流站所连交流系统通过IGBT续流二极管向模块电容进行充电，此为不控整流阶段；3)当子模块电容预充电达到一定值后，依次解锁受端换流站、送端换流站之一、送端换流站之二的闭锁信号，子模块电容电压在各站换流器的控制器控制下继续进行充电，此期间采用有功功率控制和无功功率控制，控制器的参考值设为O、以限制过电流出现；4)当子模块电容电压充电到较接近额定值时，闭合交流断路器S2，断开交流断路器SI，切除限流电阻，切换换流站2到定直流电压模式。在三端控制器作用下，逐渐进入预定的稳态运行模式，至此启动过程完成。本专利技术的目的之二可以通过以下技术方案达到一种三端柔性直流输电系统的启动装置，包括a、b、c三相桥臂回路，每相桥臂回路设置若干个开关功率模块CDSMl-CDSMn，其结构特点在于每个开关功率模块包含有二个开关功率器件Tl、T2，所述开关功率器件由功率开关管IGBT并联一个续流二极管构成，二个开关功率器件Tl、T2串联后与电容C并联，形成自励充电式启动电路。进一步地，每相桥臂回路设置3-10个开关功率模块。本专利技术具有如下突出的有益效果I、本专利技术根据三端柔性直流输电系统的运行特性，提出一种新的系统启动策略，具有三方面有益效果第一、采用自励预充电方式，减少了设备投资，缩短了预充电时间，降低了系统复杂度。第二、有效减少系统启动对电网侧的影响，同时通过启动电阻及控制系统使过电压及过电流的影响减至最小。第三、该方案逻辑清晰，可操作性强，可靠性高。2、本专利技术涉及的自励预充电启动方式是在每个开关功率模块形成自励充电式启动电路，该自励充电式启动电路包含T1、T2 二个开关功率器件IGBT，每个IGBT各并联一个续流二极管Dl、D2，二个IGBT串联后与模块电容C并联，具有电路结构简单、操作方便、系统启动快速的特点，可以保证系统安全可靠地运行。附图说明图I为本专利技术涉及的三端柔性直流输电系统的结构示意图。 图2为本专利技术涉及的换流站的一个桥臂的自励充电式启动示意图。图3Α-图3D是图2中开关功率模块的开关状态图。图4为本专利技术涉及的系统启动流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述具体实施例I :参照图1，本实施例一种三端柔性直流输电系统的启动方法与策略，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于，I)将其中两个换流站设为送端换流站(VSC1、VSC2)，一个换流站为受端换流站(VSC3)，三个换流站之间通过直流线路连接；2)三端柔性直流输电系统基于自励预充电启动，包括不可控阶段和可控阶段；在不可控阶段，所有大功率开关器件IGBT信号无法上位即处于闭锁状态，通过串接限流电阻器及利用续流二极管对子模块电容充电，限制启动初期的过电流；在可控阶段，当模块电容电压达到一定值后，换流站子模块的大功率开关器件IGBT具有可控性，则解锁大功率开关器件IGBT控制信号以利于控制子模块电容器继续充电，当电容电压接近预设水平，则切除限流电阻，切换到正常运行模式状态，最终完成充本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三端柔性直流输电系统的启动方法，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于：1）将其中两个换流站设为送端换流站（VSC1、VSC2），一个换流站为受端换流站（VSC3），三个换流站之间通过直流线路连接；2）三端柔性直流输电系统基于自励预充电启动，包括不可控阶段和可控阶段；在不可控阶段，所有大功率开关器件IGBT信号无法上位即处于闭锁状态，通过串接限流电阻器及利用续流二极管对子模块电容充电，限制启动初期的过电流；在可控阶段，当模块电容电压达到一定值后，换流站子模块的大功率开关器件IGBT具有可控性，则解锁大功率开关器件IGBT控制信号以利于控制子模块电容器继续充电，当电容电压接近预设水平，则切除限流电阻，切换到正常运行模式状态，最终完成充电过程；3）三端柔性直流输电系统在三端控制器作用下，逐渐进入预定的稳态运行模式，至此启动过程完成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝为瀚，鲁丽娟，蔡田田，张劲松，伍广俭，朱海华，陈冰，谭茂强，谷新梅，李涛，伦振坚，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院，
类型：发明
国别省市：
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。