一种柔性直流输电系统的换流器充电方法技术方案

本发明专利技术公开一种柔性直流输电系统的换流器充电方法，所述柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的有源端换流器和其它端换流器；还包括至少一组并联的充电电阻和旁通开关，所述并联的充电电阻和旁通开关串联在直流线路中，所述充电方法包括如下步骤：断开旁通开关，充电电阻接入直流线路；有源端换流器通过交流系统完成充电；有源端换流器解锁，建立直流电压；直流电压稳定后，其它端换流器解锁；其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关，将充电电阻旁路，完成充电过程。此种充电方法可以有效抑制有源端换流器向其它端换流器充电时，其它端换流器解锁瞬间由于两端直流电压差而产生的直流线路的过电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体涉及一种两端及多端的采用模块化多电平换流器的柔性直流输电系统有源端换流器向其它端换流器充电的方法。
技术介绍
柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的传输、提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。不同的电压源换流器由于其结构不同，有不同的充电方法，模块化多电平换流器 的电容分散于各子模块，其电容充电的动态过程比较复杂。现有的基于模块化多电平柔性直流输电系统有源端向无源端充电的解决方法是在有源端交流线路中接入限流电阻Rl和与其并联的旁通开关K1，该限流电阻Rl和并联的旁通开关Kl接在换流变压器阀侧，如图I所示，2011年11期《电网技术》中的文献《模块化多电平式柔性直流输电换流器的预充电控制策略》第2. 2节对该方法进行了描述。该方法可以在无源端解锁换流器瞬间抑制有源端交流侧的过流问题，但其不足之处是不能抑制直流线路的过流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不能抑制直流线路过流的缺陷，提供，其可以通过简单地控制，有效抑制有源端换流器向其它端换流器充电时，其它端换流器解锁瞬间由于两端直流电压差而产生的直流线路的过电流。为了达成上述目的，本专利技术采用的技术方案是 ，所述柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的有源端换流器和其它端换流器；还包括至少一组并联的充电电阻和旁通开关，所述并联的充电电阻和旁通开关串联在直流线路中，所述充电方法包括如下步骤 (O断开旁通开关，充电电阻接入直流线路； (2)有源端换流器通过交流系统完成充电； (3)有源端换流器解锁，建立直流电压； (4)直流电压稳定后，其它端换流器解锁； (5 )其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关，将充电电阻旁路，完成充电过程。上述其它端换流器交流侧为有源系统或弱交流系统。上述其它端换流器交流侧为无源系统或停电系统。上述并联的充电电阻和旁通开关采用一组，串联在直流线路的正极或者负极。上述并联的充电电阻和旁通开关采用两组，分别串联在直流线路的正极和负极。上述两组充电电阻的阻值为相等或不相等。上述有源端换流器是两电平或三电平拓扑结构，其它端换流器是模块化多电平拓扑结构。上述有源端换流器和其它端换流器均是模块化多电平拓扑结构。采用上述方案后，本专利技术针对采用模块化多电平拓扑结构的柔性直流输电系统，提供一种柔性直流输电系统有源端换流器向其它端换流器充电的方法 ，可以有效抑制有源端换流器向其它端换流器充电时因为两端直流电压差而产生的直流线路过电流。该方法同样适用于黑启动情况下，抑制有源端换流器向停电系统侧换流器充电时产生的过电流。附图说明图I是现有充电方法中有源端换流器向无源端换流器充电示意 图2是本专利技术提供的方法中，有源端向其它端换流器充电示意图(并联的充电电阻和旁通开关串联接入直流线路正极); 图3是本专利技术提供的方法中，有源端向其它端换流器充电示意图(并联的充电电阻和旁通开关串联接入直流线路负极); 图4是本专利技术提供的方法中，有源端向其它端换流器充电示意图(直流线路正极和负极均串联接入并联的充电电阻和旁通开关)。具体实施例方式以下将结合附图及具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供，将并联的充电电阻R2和旁通开关K2串联在直流线路中，并包括如下实施步骤 (1)断开旁通开关K2，充电电阻R2接入直流线路； (2)有源端换流器通过交流系统完成不控充电； (3)有源端换流器解锁，建立直流电压； (4)直流电压稳定后，其它端换流器解锁，通过充电电阻R2抑制解锁时的过电流； (5)其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关K2，将充电电阻R2旁路，完成充电过程。按照本专利技术中的充电方法，以两端柔性直流输电系统(一端为有源系统，另一端为无源系统)为例，对充电过程实现方式进行说明 系统接线方式以图2为例，充电前先连接直流线路，保证直流充电电阻R2的旁通开关K2打开，首先对有源端换流器进行不控充电，同时无源端换流器也会充电。直流电压稳定后不控充电过程结束，无源端换流器子模块电容电压为有源端换流器子模块电容的一半，充电电流方向如图2所示。有源端换流器采用定直流电压控制方式解锁，直流线路电压逐渐升至额定电压，有源端换流器子模块电容电压达到额定值，无源端换流器子模块电压为额定值的一半。无源端换流器按无源控制方式解锁，解锁瞬间无源端换流器直流电压突变，减小为额定电压的一半，此时因为直流线路串联有充电电阻R2，可以有效抑制因为两端直流电压差而产生的直流线路的过电流。无源端换流器子模块电压稳定后，合上充电电阻R2的旁通开关K2，将充电电阻R2芳路，完成整个充电过程。如图2和图3所示，本专利技术实施例中，并联的充电电阻R2和旁通开关K2可以串联在直流线路的正极或者负极。如图4所示，是本专利技术的另一种实施电路，其是在直流线路正极和负极分别串联接入并联的充电电阻R2、R3和旁通开关K2、K3，串联在直流线路正极和负极的充电电阻R2、R3的阻值可以相等，也可以不相等。本专利技术提供的方法同样适用于有源端换流器向弱交流系统端或者其它有源端换流器进行充电，其实施方式和步骤与上述有源端换流器向无源端换流器充电方式相同。本专利技术提供的方法对采用模块化多电平拓扑结构的多端柔性直流输电系统同样适用，其实施方式为有源端换流器首先解锁，其它各端换流器可以随后依次或者同时按上述步骤进行充电。·对于向无源系统或者停电系统的黑启动，也可采用上述相同实施方式，有源端换流器解锁后，对无源系统或者停电系统的换流器进行充电，实现黑启动功能，其步骤如下 (O断开旁通开关，充电电阻接入直流线路； (2)有源端换流器通过交流系统完成充电； (3)有源端换流器解锁，建立直流电压； (4)无源系统或者停电系统的换流器解锁，完成换流器充电，建立交流侧电压； (5)合上旁通开关，将充电电阻旁路，实现黑启动。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。权利要求1.，所述柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的有源端换流器和其它端换流器；其特征在于还包括至少一组并联的充电电阻和旁通开关，所述并联的充电电阻和旁通开关串联在直流线路中，所述充电方法包括如下步骤 (1)断开旁通开关，充电电阻接入直流线路； (2)有源端换流器通过交流系统完成充电； (3)有源端换流器解锁，建立直流电压； (4)直流电压稳定后，其它端换流器解锁； (5 )其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关，将充电电阻旁路，完成充电过程。2.如权利要求I所述的，其特征在于所述其它端换流器交流侧为有源系统或弱交流系统。3.如权利要求I所述的，其特征在于所述其它端换流器交流侧为无源系统或停电系统。4.如权利要求I所述的，其特征在于所述并联的充电电阻和旁通开关采用一组，串联在直流线路的正极或者负极。5.如权利要求I所述的，其特征在于所述并联的充电电阻和旁通开关采用两组，分别串联在直流线路的正极和负极。6.如权利要求5所述的，其特征在于所述两组充电电阻的阻值为相等或不相等。7.如权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性直流输电系统的换流器充电方法，所述柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的有源端换流器和其它端换流器；其特征在于：还包括至少一组并联的充电电阻和旁通开关，所述并联的充电电阻和旁通开关串联在直流线路中，所述充电方法包括如下步骤：（1）断开旁通开关，充电电阻接入直流线路；（2）有源端换流器通过交流系统完成充电；（3）有源端换流器解锁，建立直流电压；（4）直流电压稳定后，其它端换流器解锁；（5）其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关，将充电电阻旁路，完成充电过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田杰，董云龙，潘磊，李钢，汪楠楠，胡兆庆，丁久东，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：