一種直流輸電系統(tǒng)零功率起動方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流輸電系統(tǒng)零功率起動的實現(xiàn)方法。常規(guī)直流輸電系統(tǒng)的起動方法有單極全壓起動、單極降壓起動、雙極全壓起動、雙極降壓起動，由于受到最小起動電流和最小起動電壓的限制，常規(guī)的起動方法不能實現(xiàn)直流系統(tǒng)起動后的功率從零開始建立。本發(fā)明通過將直流輸電系統(tǒng)兩個極設(shè)置不同的功率傳輸方向，以及協(xié)調(diào)兩極的解鎖時序，使得兩個極的電壓電流同時建立，從而實現(xiàn)直流系統(tǒng)起動后送端輸送到受端的功率為零，之后，通過調(diào)節(jié)正送極的功率大小實現(xiàn)送端輸送到受端功率大小的調(diào)節(jié)。當送端或受端電網(wǎng)為弱交流系統(tǒng)時，這種起動方式可以減小對交流系統(tǒng)的沖擊。
【專利說明】一種直流輸電系統(tǒng)零功率起動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓/特高壓直流輸電系統(tǒng)一種起動方法，應(yīng)用于高壓/特高壓直流輸電控制保護領(lǐng)域以及控制保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓/特高壓直流輸電系統(tǒng)包含整流站和逆變站，起動是指同一極的逆變站和整流站分別解鎖，建立起兩側(cè)間的功率流，功率方向從整流站送往逆變站。常規(guī)的直流輸電系統(tǒng)的起動方法有單極全壓起動、單極降壓起動、雙極全壓同時起動、雙極降壓同時起動。
[0003]由于換流器整流出的直流電流不是平直的，而是疊加有波紋的，當直流電流的平均值小于某一定值時，直流電流可能出現(xiàn)間斷，即直流電流出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象。這種電流斷續(xù)的狀態(tài)，對于直流輸電工程是不能允許的。因此，為了避免直流電流出現(xiàn)斷續(xù)，直流輸電工程規(guī)定了最小的直流起動電流的限制，一般為額定電流的0.1倍。
[0004]直流輸電工程大多都具有降壓運行的功能，其降壓運行方式的直流電壓通常為額定直流電壓的0.7倍。降壓運行時換流器的觸發(fā)角比額定電壓運行時的大，將導(dǎo)致?lián)Q流器的臨界斷流值也將增大。由于受到換流器元件的最大運行角度的限制，直流起動后的直流電壓較大，且不能下降到零。因此，直流功率(直流電壓與直流的電流的乘積)在常規(guī)的直流輸電系統(tǒng)的起動中不能實現(xiàn)從零開始建立。按照常規(guī)的直流輸電系統(tǒng)的起動方法起動直流，最下的起動方式為單極降壓起動，其最小的起動直流功率為0.1*0.7 = 0.07倍的單極額定功率；對于±500KV單極額定功率為1500MW常規(guī)直流而言，其最小起動功率為105MW，對于特高壓直流而言，其最小起動功率值則更大。
[0005]為了縮短在起動過程中直流電流發(fā)生間斷的持續(xù)時間，直流電流從零上升到
0.1pu的時間很短，一般為幾十毫秒。因此，在直流輸電系統(tǒng)起動時將對交流系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊。當所連接的交流系統(tǒng)為強交流系統(tǒng)時，該沖擊對交流系統(tǒng)的影響較小，可以忽略；當所連接的交流系統(tǒng)為弱或極弱交流系統(tǒng)時，該沖擊對交流系統(tǒng)的影響較大，甚至影響到不能進行正常的直流輸電系統(tǒng)起動。
[0006]直流輸電具有輸送功率大、起動和調(diào)速快、可控性強等優(yōu)點,對有功功率輸送和
[0007]無功功率消耗均有靈活的調(diào)控能力，可用于快速改善交流系統(tǒng)的運行特性。目前，我
[0008]國已建成并投運17條直流輸電工程、3條背靠背直流工程。電網(wǎng)黑起動過程中可以利用直流輸電在輸送容量、調(diào)節(jié)速度等方面的優(yōu)勢，對加速大規(guī)模停電事故后受端電網(wǎng)負荷恢復(fù)、提高黑起動過程中電網(wǎng)穩(wěn)定性等將起到積極的作用。
[0009]電網(wǎng)黑起動初期，受端交流電網(wǎng)極弱，按照常規(guī)的直流輸電系統(tǒng)的起動方法起動直流將對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的沖擊，甚至不能進行直流起動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的:提供一種直流輸電系統(tǒng)起動的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)直流輸電系統(tǒng)在起動過程中維持送端輸送到受端的功率為零，從而減小對父流系統(tǒng)的沖擊。
[0011]本發(fā)明直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法的技術(shù)方案是:直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法，其特征是:包括步驟:
[0012]a)起極前，設(shè)置極I的功率傳輸方向為正送，即站I為整流站，站2為逆變站；設(shè)置極2的功率傳輸方向為反送，即站2為整流站，站I為逆變站；設(shè)置兩極的功率控制方式為單極功率控制或單極電流控制，兩站的兩個極均滿足運行前準備條件；或者設(shè)置極2的功率傳輸方向為正送，即站I為整流站，站2為逆變站，設(shè)置極I的功率傳輸方向為反送，即站2為整流站,站I為逆變站；
[0013]b)設(shè)置零功率起動模式和零功率起動按鈕，運行投入零功率起動模式后，才能操作零功率起動按鈕；
[0014]c)站I極I的主機接收到零功率起動指令后，發(fā)出解鎖站2極I和站I極2換流器的指令，站2極I的主機和站I極2的主機接收到指令后發(fā)出絕對最小濾波器投入指令，待絕對最小濾波器投入后，即解鎖各自的換流器，解除移相，同時將各自的解鎖信號通過站間通信和極間通信送至站I極I的主機；站I極I的主機收到站2極I和站I極2的換流器解鎖信號后，通過站間通信將解鎖站2極2換流器的指令先送至站2極1，站2極I收到后通過極間通信送至站2極2的主機，站2極2的主機收到指令后解鎖站2極2換流器，站I極I的主機發(fā)出解鎖站2極2換流器的指令后延時T ms解鎖站I極I換流器，站2極2和站I極I換流器解鎖后均解除移相，在定電流控制器的作用下，兩極的電壓電流同時建立，由于兩個極的功率傳輸方向相反，所以由站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率為零；
[0015]或者，站2極2的主機接收到零功率起動指令后，發(fā)出解鎖站I極2和站2極I換流器的指令，站I極2的主機和站2極I的主機接收到指令后發(fā)出絕對最小濾波器投入指令，待絕對最小濾波器投入后，即解鎖各自的換流器，解除移相，同時將各自的解鎖信號通過站間通信和極間通信送至站2極2的主機；
[0016]站2極2的主機收到站I極2和站2極I的換流器解鎖信號后，通過站間通信將解鎖站I極I換流器的指令先送至站I極2，站I極2收到后通過極間通信送至站I極I的主機，站I極I的主機收到指令后解鎖站I極I換流器，站2極2的主機發(fā)出解鎖站I極I換流器的指令后延時T ms解鎖站2極2換流器，站I極I和站2極2換流器解鎖后均解除移相，在定電流控制器的作用下，兩極的電壓電流同時建立，由于兩個極的功率傳輸方向相反，所以由站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率為零；
[0017]d)通過調(diào)節(jié)極I的輸送功率，實現(xiàn)站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率的調(diào)節(jié)，其大小等于極I的輸送功率與極2的輸送功率的差值。
[0018]上述方案中:所述設(shè)置零功率起動模式和零功率起動按鈕，在運行人員操作后臺畫面上設(shè)置軟按鈕，或者在屏柜內(nèi)設(shè)置實際按鈕。
[0019]上述方案中:所述時延T ms包括站間通道時延、極間通道時延和軟件處理時延。
[0020]上述方案中:T的取值范圍是5-100ms。
[0021]上述方案中:直流輸電系統(tǒng)零功率起動時，直流電壓設(shè)置為全壓運行，或者設(shè)置為降壓運行。
[0022]本發(fā)明的有益效果:直流輸電系統(tǒng)在起動過程中送端輸送到受端的功率為零，從而減小對交流系統(tǒng)的沖擊。
[0023]采用本發(fā)明的方法通過將直流輸電系統(tǒng)兩個極設(shè)置不同的功率傳輸方向，以及協(xié)調(diào)兩極的解鎖時序，使得兩個極的電壓電流同時建立，從而實現(xiàn)了直流系統(tǒng)起動后送端輸送到受端的功率為零，同時確保起動過程中電壓電流建立平穩(wěn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為直流輸電系統(tǒng)的主回路的示意圖，其中極I的功率方向設(shè)置為正送(站I送站2)，極2的功率方向設(shè)置為反送(站2送站I)。
[0025]圖2為直流輸電系統(tǒng)的極間、站間通信結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]依據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)直流輸電系統(tǒng)在起動過程中送端輸送到受端的功率為零，如下所述:
[0027]1.在運行人員操作后臺畫面上設(shè)置零功率起動模式和零功率起動按鈕，運行投入零功率起動模式后，才能操作零功率起動按鈕；
[0028]2.起極前，設(shè)置極I的功率傳輸方向為正送(站I為整流站，站2為逆變站)，設(shè)置極2的功率傳輸方向為反送(站2為整流站，站I為逆變站)，具體如附圖1所示；或者，設(shè)置極2的功率傳輸方向為正送(站I為整流站，站2為逆變站)，設(shè)置極I的功率傳輸方向為反送(站2為整流站，站I為逆變站)。下面以前一種情況為例進行說明，設(shè)置兩極的功率控制方式為單極功率控制或單極電流控制，兩站的兩個極均滿足運行前準備條件；
[0029]3.站I極I的主機接收到零功率起動指令后，發(fā)出解鎖站2極I和站I極2換流器的指令，站2極I的主機和站I極2的主機接收到指令后發(fā)出絕對最小濾波器投入指令，待絕對最小濾波器投入后，即解鎖各自的換流器，解除移相，同時將各自的解鎖信號通過站間通信和極間通信送至站I極I的主機，兩站四臺主機間的極間和站間通信結(jié)構(gòu)如附圖2所示；
[0030]4.站I極I的主機收到站2極I和站I極2的換流器解鎖信號后，通過站間通信將解鎖站2極2換流器的指令先送至站2極1，站2極I收到后通過極間通信送至站2極2的主機，站2極2的主機收到指令后解鎖站2極2換流器，站I極I的主機發(fā)出解鎖站2極2換流器的指令后延時T ms解鎖站I極I換流器，站2極2和站I極I換流器解鎖后均延時A ms后解除移相，在定電流控制器的作用下，兩極的電壓電流同時建立，由于兩個極的功率傳輸方向相反，所以由站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率為零；
[0031]5.通過調(diào)節(jié)極I的輸送功率，實現(xiàn)站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率的調(diào)節(jié)，其大小等于極I的輸送功率與極2的輸送功率的差值。
【權(quán)利要求】
1.直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法，其特征是:包括步驟: a)起極前，設(shè)置極I的功率傳輸方向為正送，即站I為整流站，站2為逆變站；設(shè)置極2的功率傳輸方向為反送，即站2為整流站，站I為逆變站；設(shè)置兩極的功率控制方式為單極功率控制或單極電流控制，兩站的兩個極均滿足運行前準備條件；或者設(shè)置極2的功率傳輸方向為正送，即站I為整流站，站2為逆變站，設(shè)置極I的功率傳輸方向為反送，即站2為整流站，站I為逆變站； b)設(shè)置零功率起動模式和零功率起動按鈕，運行投入零功率起動模式后，才能操作零功率起動按鈕； c)站I極I的主機接收到零功率起動指令后，發(fā)出解鎖站2極I和站I極2換流器的指令，站2極I的主機和站I極2的主機接收到指令后發(fā)出絕對最小濾波器投入指令，待絕對最小濾波器投入后，即解鎖各自的換流器，解除移相，同時將各自的解鎖信號通過站間通信和極間通信送至站I極I的主機；站I極I的主機收到站2極I和站I極2的換流器解鎖信號后，通過站間通信將解鎖站2極2換流器的指令先送至站2極1，站2極I收到后通過極間通信送至站2極2的主機，站2極2的主機收到指令后解鎖站2極2換流器，站I極I的主機發(fā)出解鎖站2極2換流器的指令后延時T ms解鎖站I極I換流器，站2極2和站I極I換流器解鎖后均解除移相，在定電流控制器的作用下，兩極的電壓電流同時建立，由于兩個極的功率傳輸方向相反，所以由站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率為零； 或者，站2極2的主機接收到零功率起動指令后，發(fā)出解鎖站I極2和站2極I換流器的指令，站I極2的主機和站2極I的主機接收到指令后發(fā)出絕對最小濾波器投入指令，待絕對最小濾波器投入后，即解鎖各自的換流器，解除移相，同時將各自的解鎖信號通過站間通信和極間通信送至站2極2的主機； 站2極2的主機收到站I極2和站2極I的換流器解鎖信號后，通過站間通信將解鎖站I極I換流器的指令先送至站I極2，站I極2收到后通過極間通信送至站I極I的主機，站I極I的主機收到指令后解鎖站I極I換流器，站2極2的主機發(fā)出解鎖站I極I換流器的指令后延時T ms解鎖站2極2換流器，站I極I和站2極2換流器解鎖后均解除移相，在定電流控制器的作用下，兩極的電壓電流同時建立，由于兩個極的功率傳輸方向相反，所以由站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率為零； d)通過調(diào)節(jié)極I的輸送功率，實現(xiàn)站I交流電網(wǎng)送到站2交流電網(wǎng)的總功率的調(diào)節(jié)，其大小等于極I的輸送功率與極2的輸送功率的差值。
2.如權(quán)利要求1所述的直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法，其特征是:所述設(shè)置零功率起動模式和零功率起動按鈕，在運行人員操作后臺畫面上設(shè)置軟按鈕，或者在屏柜內(nèi)設(shè)置實際按鈕。
3.如權(quán)利要求1所述的直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法，其特征是:所述時延Tms包括站間通道時延、極間通道時延和軟件處理時延。
4.如權(quán)利要求1或3所述的直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法，其特征是:T的取值范圍是 5_100ms。
5.如權(quán)利要求1所述的直流輸電系統(tǒng)零功率起動的方法，其特征是:直流輸電系統(tǒng)零功率起動時，直流電壓設(shè)置為全壓運行，或者設(shè)置為降壓運行。
【文檔編號】H02J1/00GK104242332SQ201410477533
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】李林, 王永平, 趙文強, 劉建坤, 周前 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司