專利名稱：一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，具體涉及一種兩端及多端的采用模塊化多電平換流器的柔性直流輸電系統(tǒng)有源端換流器向其它端換流器充電的方法。
背景技術(shù)：
柔性直流輸電采用電壓源換流器，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)有功和無功的傳輸、提高交流系統(tǒng)的輸電能力，易于構(gòu)成多端直流輸電系統(tǒng)，在可再生能源的發(fā)電并網(wǎng)、孤島城市供電以及交流系統(tǒng)互聯(lián)等應(yīng)用領(lǐng)域，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。不同的電壓源換流器由于其結(jié)構(gòu)不同，有不同的充電方法，模塊化多電平換流器 的電容分散于各子模塊，其電容充電的動(dòng)態(tài)過程比較復(fù)雜。現(xiàn)有的基于模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)有源端向無源端充電的解決方法是在有源端交流線路中接入限流電阻Rl和與其并聯(lián)的旁通開關(guān)K1，該限流電阻Rl和并聯(lián)的旁通開關(guān)Kl接在換流變壓器閥側(cè)，如圖I所示，2011年11期《電網(wǎng)技術(shù)》中的文獻(xiàn)《模塊化多電平式柔性直流輸電換流器的預(yù)充電控制策略》第2. 2節(jié)對(duì)該方法進(jìn)行了描述。該方法可以在無源端解鎖換流器瞬間抑制有源端交流側(cè)的過流問題，但其不足之處是不能抑制直流線路的過流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不能抑制直流線路過流的缺陷，提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其可以通過簡(jiǎn)單地控制，有效抑制有源端換流器向其它端換流器充電時(shí)，其它端換流器解鎖瞬間由于兩端直流電壓差而產(chǎn)生的直流線路的過電流。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的有源端換流器和其它端換流器；還包括至少一組并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)，所述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)串聯(lián)在直流線路中，所述充電方法包括如下步驟
(O斷開旁通開關(guān)，充電電阻接入直流線路；
(2)有源端換流器通過交流系統(tǒng)完成充電；
(3)有源端換流器解鎖，建立直流電壓；
(4)直流電壓穩(wěn)定后，其它端換流器解鎖；
(5 )其它端換流器子模塊電壓穩(wěn)定后合上旁通開關(guān)，將充電電阻旁路，完成充電過程。上述其它端換流器交流側(cè)為有源系統(tǒng)或弱交流系統(tǒng)。上述其它端換流器交流側(cè)為無源系統(tǒng)或停電系統(tǒng)。上述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)采用一組，串聯(lián)在直流線路的正極或者負(fù)極。上述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)采用兩組，分別串聯(lián)在直流線路的正極和負(fù)極。
上述兩組充電電阻的阻值為相等或不相等。上述有源端換流器是兩電平或三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其它端換流器是模塊化多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。上述有源端換流器和其它端換流器均是模塊化多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用上述方案后，本發(fā)明針對(duì)采用模塊化多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性直流輸電系統(tǒng)，提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)有源端換流器向其它端換流器充電的方法 ，可以有效抑制有源端換流器向其它端換流器充電時(shí)因?yàn)閮啥酥绷麟妷翰疃a(chǎn)生的直流線路過電流。該方法同樣適用于黑啟動(dòng)情況下，抑制有源端換流器向停電系統(tǒng)側(cè)換流器充電時(shí)產(chǎn)生的過電流。


圖I是現(xiàn)有充電方法中有源端換流器向無源端換流器充電示意 圖2是本發(fā)明提供的方法中，有源端向其它端換流器充電示意圖(并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)串聯(lián)接入直流線路正極);
圖3是本發(fā)明提供的方法中，有源端向其它端換流器充電示意圖(并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)串聯(lián)接入直流線路負(fù)極);
圖4是本發(fā)明提供的方法中，有源端向其它端換流器充電示意圖(直流線路正極和負(fù)極均串聯(lián)接入并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān))。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，將并聯(lián)的充電電阻R2和旁通開關(guān)K2串聯(lián)在直流線路中，并包括如下實(shí)施步驟
(1)斷開旁通開關(guān)K2，充電電阻R2接入直流線路；
(2)有源端換流器通過交流系統(tǒng)完成不控充電；
(3)有源端換流器解鎖，建立直流電壓；
(4)直流電壓穩(wěn)定后，其它端換流器解鎖，通過充電電阻R2抑制解鎖時(shí)的過電流；
(5)其它端換流器子模塊電壓穩(wěn)定后合上旁通開關(guān)K2，將充電電阻R2旁路，完成充電過程。按照本發(fā)明中的充電方法，以兩端柔性直流輸電系統(tǒng)(一端為有源系統(tǒng)，另一端為無源系統(tǒng))為例，對(duì)充電過程實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行說明
系統(tǒng)接線方式以圖2為例，充電前先連接直流線路，保證直流充電電阻R2的旁通開關(guān)K2打開，首先對(duì)有源端換流器進(jìn)行不控充電，同時(shí)無源端換流器也會(huì)充電。直流電壓穩(wěn)定后不控充電過程結(jié)束，無源端換流器子模塊電容電壓為有源端換流器子模塊電容的一半，充電電流方向如圖2所示。有源端換流器采用定直流電壓控制方式解鎖，直流線路電壓逐漸升至額定電壓，有源端換流器子模塊電容電壓達(dá)到額定值，無源端換流器子模塊電壓為額定值的一半。無源端換流器按無源控制方式解鎖，解鎖瞬間無源端換流器直流電壓突變，減小為額定電壓的一半，此時(shí)因?yàn)橹绷骶€路串聯(lián)有充電電阻R2，可以有效抑制因?yàn)閮啥酥绷麟妷翰疃a(chǎn)生的直流線路的過電流。
無源端換流器子模塊電壓穩(wěn)定后，合上充電電阻R2的旁通開關(guān)K2，將充電電阻R2芳路，完成整個(gè)充電過程。如圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中，并聯(lián)的充電電阻R2和旁通開關(guān)K2可以串聯(lián)在直流線路的正極或者負(fù)極。如圖4所示，是本發(fā)明的另一種實(shí)施電路，其是在直流線路正極和負(fù)極分別串聯(lián)接入并聯(lián)的充電電阻R2、R3和旁通開關(guān)K2、K3，串聯(lián)在直流線路正極和負(fù)極的充電電阻R2、R3的阻值可以相等，也可以不相等。本發(fā)明提供的方法同樣適用于有源端換流器向弱交流系統(tǒng)端或者其它有源端換流器進(jìn)行充電，其實(shí)施方式和步驟與上述有源端換流器向無源端換流器充電方式相同。本發(fā)明提供的方法對(duì)采用模塊化多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多端柔性直流輸電系統(tǒng)同樣適用，其實(shí)施方式為有源端換流器首先解鎖，其它各端換流器可以隨后依次或者同時(shí)按上述步驟進(jìn)行充電?！?duì)于向無源系統(tǒng)或者停電系統(tǒng)的黑啟動(dòng)，也可采用上述相同實(shí)施方式，有源端換流器解鎖后，對(duì)無源系統(tǒng)或者停電系統(tǒng)的換流器進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)功能，其步驟如下
(O斷開旁通開關(guān)，充電電阻接入直流線路；
(2)有源端換流器通過交流系統(tǒng)完成充電；
(3)有源端換流器解鎖，建立直流電壓；
(4)無源系統(tǒng)或者停電系統(tǒng)的換流器解鎖，完成換流器充電，建立交流側(cè)電壓；
(5)合上旁通開關(guān)，將充電電阻旁路，實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)。以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的有源端換流器和其它端換流器；其特征在于還包括至少一組并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)，所述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)串聯(lián)在直流線路中，所述充電方法包括如下步驟 (1)斷開旁通開關(guān)，充電電阻接入直流線路； (2)有源端換流器通過交流系統(tǒng)完成充電； (3)有源端換流器解鎖，建立直流電壓； (4)直流電壓穩(wěn)定后，其它端換流器解鎖； (5 )其它端換流器子模塊電壓穩(wěn)定后合上旁通開關(guān)，將充電電阻旁路，完成充電過程。
2.如權(quán)利要求I所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述其它端換流器交流側(cè)為有源系統(tǒng)或弱交流系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述其它端換流器交流側(cè)為無源系統(tǒng)或停電系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)采用一組，串聯(lián)在直流線路的正極或者負(fù)極。
5.如權(quán)利要求I所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)采用兩組，分別串聯(lián)在直流線路的正極和負(fù)極。
6.如權(quán)利要求5所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述兩組充電電阻的阻值為相等或不相等。
7.如權(quán)利要求I所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述有源端換流器是兩電平或三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其它端換流器是模塊化多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求I所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，其特征在于所述有源端換流器和其它端換流器均是模塊化多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器充電方法，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的有源端換流器和其它端換流器；還包括至少一組并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)，所述并聯(lián)的充電電阻和旁通開關(guān)串聯(lián)在直流線路中，所述充電方法包括如下步驟斷開旁通開關(guān)，充電電阻接入直流線路；有源端換流器通過交流系統(tǒng)完成充電；有源端換流器解鎖，建立直流電壓；直流電壓穩(wěn)定后，其它端換流器解鎖；其它端換流器子模塊電壓穩(wěn)定后合上旁通開關(guān)，將充電電阻旁路，完成充電過程。此種充電方法可以有效抑制有源端換流器向其它端換流器充電時(shí)，其它端換流器解鎖瞬間由于兩端直流電壓差而產(chǎn)生的直流線路的過電流。
文檔編號(hào)H02H9/02GK102946114SQ20121040718
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者田杰, 董云龍, 潘磊, 李鋼, 汪楠楠, 胡兆慶, 丁久東 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司