專利名稱：一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)柔性直流輸電技術領域，具體涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法。
背景技術：
柔性直流輸電采用電壓源型換流器，可以獨立、快速控制控制有功功率和無功功率，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制系統(tǒng)頻率和電壓的波動，提高并網(wǎng)交流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。柔性直流輸電在新能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市配網(wǎng)供電等領域具有較大的優(yōu)勢，因此柔性直流輸電相關技術的研究具有重要的意義。對于實際運行的柔性直流輸電工程，由于受到一次設備的限制，直流系統(tǒng)起動時的電壓、電流擾動需限制在一定的范圍內(nèi)，否則將損壞一次設備。目前柔性直流輸電起動，首先控制直流電壓站解鎖，非定直流電壓控制站在直流電壓為額定直流電壓時解鎖。解鎖時會造成會弓I起較大電壓、電流擾動，容易引起系統(tǒng)跳閘。梁海峰，王鵬等人的“VSC-HVDC系統(tǒng)起動過程控制及仿真”(華北電力大學學報，2006，33 (2)，79 82)提及了兩種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法斷開一端換流器與直流線路的連接，兩端換流器均使用定直流電壓方式建立直流電壓至額定值，連接斷開的換流器至直流線路并切換為定直流電流控制方式(下述方法I);一端換流器以定直流電壓方式解鎖至額定值后解鎖另一端換流器(下述方法2)。方法I對于換流器直流側裝設隔離刀閘的系統(tǒng)不適用；方法2中按照額定值解鎖定直流電壓控制的換流器時因為控制器的超調(diào)會產(chǎn)生過電壓，對于模塊化多電平換流器解鎖另一站時還會出現(xiàn)過電流。湯廣福，孔明等人的“一種模塊化多電平換流器柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法”(專利申請公布號CN201110100456.1)，提及了一端交流系統(tǒng)向無源系統(tǒng)兩站充電的柔性直流系統(tǒng)起動過程，該方法只適用于模塊化多電平換流器向無源系統(tǒng)起動，且無源側換流器解鎖時會產(chǎn)生瞬時的過電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其通過簡單的順序控制操作，可以避免定直流電壓控制換流器解鎖過程中控制器超調(diào)引起的過電壓，有效抑制定直流電壓控制換流器解鎖時產(chǎn)生的交流過電流，有效抑制非定直流電壓控制換流器解鎖時產(chǎn)生的交流和直流過電流。為了達成上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的兩端或多端電壓源型換流器，所述的電壓源型換流器直流側連接隔離刀閘，交流側經(jīng)由一組并聯(lián)的充電電阻和旁路開關連接進線開關；所述的起動方法包括如下步驟( I)待投運換流器極連接；(2)待投運換流器充電；(3)定直流電壓控制換流器降壓解鎖，建立直流電壓；
(4)直流電壓穩(wěn)定后，非定直流電壓控制換流器解鎖； (5)所有非定直流電壓控制換流器解鎖完成后，定直流電壓控制換流器直流電壓指令按照設定的升降速率升高至額定值。上述步驟(I)的具體內(nèi)容是合換流器直流側的隔離刀閘，完成各換流器直流側連接；各換流器的極連接操作不分先后。上述步驟(2)的具體內(nèi)容是若待投運換流器與有源交流系統(tǒng)連接，通過依次合換流器進線開關和充電電阻旁路開關完成換流器充電；若待投運換流器與無源交流系統(tǒng)連接，通過直流側或輔助電源充電。上述步驟(3)中，降壓解鎖為控制換流器的直流電壓，直流電壓指令值整定范圍為大于等于O. 5倍且小于1. O倍的額定直流電壓值。上述步驟(4)中，當直流電壓值與直流電壓指令值的偏差小于直流電壓指令值的5%時，判定直流電壓穩(wěn)定。上述步驟(4)中，非定直流電壓控制換流器的交流側為有源系統(tǒng)或弱交流系統(tǒng)時，換流器采用定有功功率控制方式，有功功率指令為O。上述步驟(4)中，非定直流電壓控制換流器的交流側為無源系統(tǒng)時，換流器采用無源控制方式。上述步驟(4)中，用于多端柔性直流輸電系統(tǒng)時，非定直流電壓控制的多個換流器分別解鎖后再進入步驟(5)。上述步驟(5)中，設定的升降速率取值范圍為O至最大升降速率，所述最大升降速率受換流器的應力限制約束，取值范圍為O至無窮大。采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果為(I)本發(fā)明提供的柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，避免了定直流電壓控制換流器解鎖過程中控制器超調(diào)引起的過電壓；(2)本發(fā)明提供的柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，可以有效抑制定直流電壓控制換流器解鎖時產(chǎn)生的交流過電流；(3)本發(fā)明提供的柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，可以有效抑制非定直流電壓控制換流器解鎖時產(chǎn)生的交流和直流過電流；(4)本發(fā)明提供的柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，適合兩端及多端柔性直流輸電系統(tǒng)的工程應用，操作簡單，控制有效。


圖1是本發(fā)明中兩端柔性直流輸電系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式以下將結合附圖及具體實施例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。本發(fā)明提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其通過簡單的順序控制操作，有效抑制柔性直流系統(tǒng)起動過程中產(chǎn)生的過大的電壓電流擾動，包括如下實施步驟(I)待投運換流器極連接合換流器直流側的隔離刀閘，完成各換流器直流側連接；各換流器的極連接操作不分先后；(2)若待投運換流器與有源交流系統(tǒng)連接，通過依次合換流器進線開關和充電電阻的旁路開關來完成換流器的充電；若待投運換流器與無源交流系統(tǒng)連接，通過直流側充電，或通過輔助電源充電； (3)定直流電壓控制換流器降壓解鎖，建立直流電壓；具體是控制換流器的直流電壓，直流電壓指令值的整定范圍為大于等于O. 5倍且小于1. O倍的額定直流電壓值；(4)直流電壓穩(wěn)定(指直流電壓值與直流電壓指令值的偏差小于直流電壓指令值的5%)后，非定直流電壓控制換流器解鎖，若用于多端柔性直流輸電系統(tǒng)，非定直流電壓控制的多個換流器分別解鎖，完成所有待投運的換流器解鎖后再進入步驟(5 );若非定直流電壓控制換流器的交流側為有源系統(tǒng)或弱交流系統(tǒng)，換流器采用定有功功率控制方式，有功功率指令為O ;所述非定直流電壓控制換流器的交流側為無源系統(tǒng)，換流器采用無源控制方式；( 5)所有非定直流電壓控制換流器解鎖完成后，定直流電壓控制換流器直流電壓指令按照設定的升降速率升高至額定值，該升降速率的取值范圍為O至最大升降速率，所述最大升降速率受換流器的應力限制約束，取值范圍為O至無窮大。本發(fā)明所涉及的柔性直流輸電系統(tǒng)，包括借助直流線路連接的兩端或多端(三端以上)電壓源型換流器，所述電壓源型換流器的直流側連接隔離刀閘，交流側經(jīng)由一組并聯(lián)的充電電阻和旁路開關連接進線開關。按照本發(fā)明中的起動方法，以下將以兩端柔性直流輸電系統(tǒng)為例，對起動過程實現(xiàn)方式進行說明。兩端柔性直流輸電系統(tǒng)的接線方式如圖1所示,兩端柔性直流輸電系統(tǒng)的兩個換流站(站1、站2)拓撲結構相同，包括交流側進線開關Q1，換流變壓器，相互并聯(lián)的充電電阻和充電電阻旁路開關Q2、電壓源型換流器以及直流側隔離刀閘QS1、QS2。兩端柔性直流輸電系統(tǒng)起動前兩站的直流側隔離刀閘QS1、QS2，交流側進線開關Ql和充電電阻旁路開關Q2都處于分位。按照圖2提供的具體起動操作流程，首先對站I和站2進行極連接操作，站I和站2的極連接操作無先后順序要求。站I的極連接操作為合站I的直流側隔離刀閘QS1、QS2，站2的極連接操作為合站2的直流側隔離刀閘QS1、QS2。分別合站I和站2的交流側進線開關Q1，待直流電壓穩(wěn)定后繼續(xù)分別合站I和站
2的充電電阻旁路開關Q2，待直流電壓穩(wěn)定后站I和站2的換流器均充電完成。設定站I采用定直流電壓控制方式，直流電壓指令值為O. 5倍額定直流電壓值，站I換流器采用定無功功率方式，無功指令值為0，站I解鎖。設定站2采用定有功功率控制方式(非定直流電壓控制方式)和無功功率控制方式，有功、無功功率指令值均為0，站2解鎖。站2解鎖完成后，輸入站I的電壓升降速率為100KV/min，輸入站I的目標直流電壓值為額定值。直流電壓將按照設定的升降速率升至額定值，完成柔性直流輸電系統(tǒng)的起動過程。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的兩端或多端電壓源型換流器，所述的電壓源型換流器直流側連接隔離刀閘，交流側經(jīng)由一組并聯(lián)的充電電阻和旁路開關連接進線開關；所述的起動方法包括如下步驟 (1)待投運換流器極連接； (2)待投運換流器充電； (3)定直流電壓控制換流器降壓解鎖，建立直流電壓； (4)直流電壓穩(wěn)定后，非定直流電壓控制換流器解鎖； (5)所有非定直流電壓控制換流器解鎖完成后，定直流電壓控制換流器直流電壓指令按照設定的升降速率升高至額定值。
2.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(I)的具體內(nèi)容是合換流器直流側的隔離刀閘，完成各換流器直流側連接；各換流器的極連接操作不分先后。
3.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(2)的具體內(nèi)容是若待投運換流器與有源交流系統(tǒng)連接，通過依次合換流器進線開關和充電電阻旁路開關完成換流器充電；若待投運換流器與無源交流系統(tǒng)連接，通過直流側或輔助電源充電。
4.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(3)中，降壓解鎖為控制換流器的直流電壓，直流電壓指令值整定范圍為大于等于O. 5倍且小于1. O倍的額定直流電壓值。
5.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(4)中，當直流電壓值與直流電壓指令值的偏差小于直流電壓指令值的5%時，判定直流電壓穩(wěn)定。
6.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(4)中，非定直流電壓控制換流器的交流側為有源系統(tǒng)或弱交流系統(tǒng)時，換流器采用定有功功率控制方式，有功功率指令為O。
7.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(4)中，非定直流電壓控制換流器的交流側為無源系統(tǒng)時，換流器采用無源控制方式。
8.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(4)中，用于多端柔性直流輸電系統(tǒng)時，非定直流電壓控制的多個換流器分別解鎖后再進入步驟(5)。
9.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，其特征在于所述步驟(5)中，設定的升降速率取值范圍為O至最大升降速率，所述最大升降速率受換流器的應力限制約束，取值范圍為O至無窮大。
全文摘要
本發(fā)明公開一種柔性直流輸電系統(tǒng)的起動方法，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的兩端或多端電壓源型換流器，所述的電壓源型換流器直流側連接隔離刀閘，交流側經(jīng)由一組并聯(lián)的充電電阻和旁路開關連接進線開關；所述的起動方法包括如下步驟換流器極連接；換流器充電；定直流電壓控制換流器降壓解鎖，建立直流電壓；非定直流電壓控制換流器解鎖；解鎖完成后，定直流電壓控制換流器直流電壓指令按照設定的升降速率升高至額定值。此種方法可以避免定直流電壓控制換流器解鎖過程中控制器超調(diào)引起的過電壓，有效抑制定直流電壓控制換流器解鎖時產(chǎn)生的交流過電流，有效抑制非定直流電壓控制換流器解鎖時產(chǎn)生的交流和直流過電流。
文檔編號H02M1/36GK103066615SQ20131001449
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權日2013年1月15日
發(fā)明者李鋼, 田杰, 董云龍, 胡兆慶, 李海英 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司