一種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種柔性直流輸電系統(tǒng)孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)的切換方法，處于孤島運(yùn)行下柔性直流輸電系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流現(xiàn)象，以及檢測(cè)交流側(cè)電壓變化情況判斷柔性直流輸電系統(tǒng)是否進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，控制系統(tǒng)從孤島運(yùn)行控制方式切換到聯(lián)網(wǎng)控制方式，切換瞬間通過(guò)改變功率指令，以及相位跟蹤當(dāng)前電網(wǎng)電壓方式，平穩(wěn)切換到聯(lián)網(wǎng)控制方式，保持系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】一種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，特別涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)的切換方法。

【背景技術(shù)】
[0002]柔性直流輸電采用電壓源型換流器，可以獨(dú)立、快速控制控制有功功率和無(wú)功功率，從而提尚系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制系統(tǒng)頻率和電壓的波動(dòng)，提尚并網(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(lǐng)域具有較大的優(yōu)勢(shì)，因此柔性直流輸電相關(guān)技術(shù)的研宄具有重要的意義。
[0003]柔性直流輸電系統(tǒng)的處于孤島運(yùn)行時(shí)，換流站內(nèi)近端合閘接入交流電網(wǎng)或者遠(yuǎn)端開關(guān)合閘，將柔性直流換流站并聯(lián)進(jìn)有源電網(wǎng)運(yùn)行，需要柔性直流系統(tǒng)從當(dāng)前孤島運(yùn)行控制方式轉(zhuǎn)換到聯(lián)網(wǎng)有源運(yùn)行控制方式，保持直流輸電系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。
[0004]當(dāng)柔性直流輸電系統(tǒng)處于孤島運(yùn)行時(shí)，如果由于開關(guān)合閘操作，導(dǎo)致柔性直流輸電系統(tǒng)進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，需要準(zhǔn)確檢測(cè)柔性直流輸電系統(tǒng)進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)時(shí)刻，及時(shí)從當(dāng)前孤島運(yùn)行轉(zhuǎn)換到有源運(yùn)行，否則較長(zhǎng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)失步，導(dǎo)致柔性直流輸電系統(tǒng)停運(yùn)，同時(shí)還需要平穩(wěn)切換至聯(lián)網(wǎng)方式運(yùn)行，避免切換瞬間引起過(guò)流或者過(guò)壓現(xiàn)象，導(dǎo)致柔性直流輸電系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作退出運(yùn)行。目前柔性直流輸電系統(tǒng)孤島運(yùn)行下檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)的檢測(cè)方式和平滑控制未見相關(guān)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)孤島運(yùn)行下檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)方法，保證柔性直流輸電系統(tǒng)準(zhǔn)確、平滑從孤島運(yùn)行轉(zhuǎn)為聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流現(xiàn)象以及網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)電壓變化情況判斷柔性直流輸電系統(tǒng)是否進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，包括如下步驟:
[0008](I)在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍。如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入步驟(2)，否則返回步驟(I);
[0009](2)閉鎖換流器，檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回步驟(I)，否則進(jìn)入步驟(3);
[0010](3)控制系統(tǒng)鎖相環(huán)節(jié)設(shè)定跟蹤當(dāng)前交流側(cè)電壓相位，同時(shí)啟動(dòng)控制方式轉(zhuǎn)換，由當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式，并解鎖換流器。
[0011]以上步驟(I)中，過(guò)流定值取為換流器額定閥側(cè)電流或者換流器橋臂電流的η倍，η取值范圍為I?10，持續(xù)時(shí)間tl取值范圍為O?Is, t2取值范圍為O?Is ;
[0012]以上步驟⑵中，交流側(cè)電壓的閾值取值范圍為O?0.99pu，持續(xù)時(shí)間t取值范圍為O?Is ;
[0013]以上步驟(3)所述控制方式轉(zhuǎn)換的瞬間，有功功率和無(wú)功功率指令可以維持當(dāng)前有功功率和無(wú)功功率的運(yùn)行值，也可以為0，可通過(guò)斜率逐漸升至當(dāng)前運(yùn)行值。
[0014]本發(fā)明還包括一種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)控制裝置，其特征在于包括換流器檢測(cè)過(guò)流單元，交流側(cè)電壓檢測(cè)單元，以及孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元。
[0015]在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，上述換流器檢測(cè)過(guò)流單元檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入交流側(cè)電壓檢測(cè)單元，否則返回?fù)Q流器檢測(cè)過(guò)流單元。
[0016]所述交流側(cè)電壓檢測(cè)單元先閉鎖換流器，然后檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回?fù)Q流器檢測(cè)過(guò)流單元繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)，否則進(jìn)入孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元。
[0017]所述孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元作用是進(jìn)行控制方式轉(zhuǎn)換，在控制方式轉(zhuǎn)換的瞬間，有功功率和無(wú)功功率指令維持當(dāng)前有功功率和無(wú)功功率的運(yùn)行值，或者轉(zhuǎn)換后，有功功率和無(wú)功功率轉(zhuǎn)換到0，逐漸升到轉(zhuǎn)換前運(yùn)行值。
[0018]本發(fā)明還包括一種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括換流器、上層控制器以及閥控裝置，其中，(I)在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，上層控制器檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入步驟(2)，否則返回步驟⑴；
[0019](2)閉鎖換流器，檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回步驟(I)，否則進(jìn)入步驟(3);
[0020](3)上層控制器鎖相環(huán)節(jié)設(shè)定跟蹤當(dāng)前交流側(cè)電壓相位，同時(shí)啟動(dòng)控制方式轉(zhuǎn)換，由當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式，并解鎖換流器。
[0021]采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果為:
[0022]本發(fā)明提供的一種柔性直流輸電系統(tǒng)孤島運(yùn)行下檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)方法，檢測(cè)并網(wǎng)時(shí)刻準(zhǔn)確，可以平滑切換到聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式，不會(huì)給電網(wǎng)造成沖擊。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是柔性直流輸電系統(tǒng)雙站結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是并網(wǎng)檢測(cè)換流站控制方式示意圖；
[0025]圖3是定直流電壓控制站的控制方式示意圖；
[0026]圖4是孤島運(yùn)行方式下的柔性直流并網(wǎng)檢測(cè)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]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(shuō)明。
[0028]如圖1所示，處于孤島運(yùn)行的柔性直流輸電換流站201-202，遠(yuǎn)端開關(guān)102未合閘，柔性直流輸電系統(tǒng)201-202沒有接入交流電網(wǎng)400，柔性直流輸電系統(tǒng)201-202處于孤島運(yùn)行狀態(tài)，202為定直流電壓控制側(cè)，采用控制方式見圖3，201采用圖2控制方式，圖3為定直流電壓控制方式，在切換前后保持不變，圖2中并網(wǎng)檢測(cè)環(huán)節(jié)檢測(cè)到聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)就切換到有功控制方式。如果開關(guān)102合閘，按照如下步驟檢測(cè)(見圖4)是否由孤島轉(zhuǎn)為聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)運(yùn)行:
[0029](I)在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍。如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入步驟(2)，否則返回步驟(I);
[0030](2)閉鎖換流器，檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回步驟(I)，否則進(jìn)入步驟(3);
[0031](3)控制系統(tǒng)鎖相環(huán)節(jié)設(shè)定跟蹤當(dāng)前交流側(cè)電壓相位，同時(shí)啟動(dòng)控制方式轉(zhuǎn)換，由當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式，并解鎖換流器。
[0032]以上持續(xù)時(shí)間tl取值范圍為O?Is, t2取值范圍為O?Is。
[0033]當(dāng)開關(guān)102合上后，如果網(wǎng)側(cè)400為有源狀態(tài)，則換流器201按照以上步驟從孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式。特殊情況下，網(wǎng)側(cè)400為無(wú)源系統(tǒng)，開關(guān)102合上后，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)橋臂過(guò)流現(xiàn)象，因此控制方式不轉(zhuǎn)換；或者會(huì)因閉鎖換流器后，檢測(cè)到交流側(cè)電壓低于閾值，立即封鎖該聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)條件一段時(shí)間，禁止從孤島運(yùn)行轉(zhuǎn)為聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，并且同時(shí)立即放開換流器觸發(fā)脈沖，本次檢測(cè)聯(lián)網(wǎng)過(guò)程結(jié)束，換流器201仍然維持原孤島運(yùn)行狀態(tài)。
[0034]本發(fā)明還提供一種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)控制裝置，包括換流器檢測(cè)過(guò)流單元，交流側(cè)電壓檢測(cè)單元，以及孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元；在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，所述換流器檢測(cè)過(guò)流單元檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入交流側(cè)電壓檢測(cè)單元，否則返回?fù)Q流器檢測(cè)過(guò)流單元；
[0035]所述交流側(cè)電壓檢測(cè)單元先閉鎖換流器，然后檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回?fù)Q流器檢測(cè)過(guò)流單元繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)，否則進(jìn)入孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元；
[0036]所述孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元作用是進(jìn)行控制方式轉(zhuǎn)換，在控制方式轉(zhuǎn)換的瞬間，有功功率和無(wú)功功率指令維持當(dāng)前有功功率和無(wú)功功率的運(yùn)行值，或者轉(zhuǎn)換后，有功功率和無(wú)功功率轉(zhuǎn)換到0，逐漸升到轉(zhuǎn)換前運(yùn)行值。
[0037]本發(fā)明還提供一種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括換流器、上層控制器以及閥控裝置，其中，(I)在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，上層控制器檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入步驟(2)，否則返回步驟⑴；
[0038](2)閉鎖換流器，檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回步驟(I)，否則進(jìn)入步驟(3);
[0039](3)上層控制器鎖相環(huán)節(jié)設(shè)定跟蹤當(dāng)前交流側(cè)電壓相位，同時(shí)啟動(dòng)控制方式轉(zhuǎn)換，由當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式，并解鎖換流器。
[0040]以上實(shí)施例僅為說(shuō)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)孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)的切換方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入步驟(2)，否則返回步驟(I); (2)閉鎖換流器，檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回步驟(I)，否則進(jìn)入步驟(3); (3)控制系統(tǒng)鎖相環(huán)節(jié)設(shè)定跟蹤當(dāng)前交流側(cè)電壓相位，同時(shí)啟動(dòng)控制方式轉(zhuǎn)換，由當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式，并解鎖換流器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)的切換方法，其特征在于，所述步驟(I)中，過(guò)流定值取為換流器額定閥側(cè)電流或者換流器橋臂電流的η倍，η取值范圍為I?10，持續(xù)時(shí)間tl取值范圍為O?Is, t2取值范圍為O?Is。
3.如權(quán)利要求1所述柔性直流輸電系統(tǒng)孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)的方法，所述步驟(2)中，交流側(cè)電壓的閥值取值范圍為O?0.99pu，持續(xù)時(shí)間t取值范圍為O?Is。
4.如權(quán)利要求1所述柔性直流輸電系統(tǒng)孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)的方法，步驟(3)所述控制方式轉(zhuǎn)換的瞬間，有功功率和無(wú)功功率指令維持當(dāng)前有功功率和無(wú)功功率的運(yùn)行值，或者轉(zhuǎn)換后，有功功率和無(wú)功功率轉(zhuǎn)換到0，逐漸升到轉(zhuǎn)換前運(yùn)行值。
5.—種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)控制裝置，其特征在于包括換流器檢測(cè)過(guò)流單元，交流側(cè)電壓檢測(cè)單元，以及孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元；在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，所述換流器檢測(cè)過(guò)流單元檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入交流側(cè)電壓檢測(cè)單元，否則返回?fù)Q流器檢測(cè)過(guò)流單元； 所述交流側(cè)電壓檢測(cè)單元先閉鎖換流器，然后檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回?fù)Q流器檢測(cè)過(guò)流單元繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)，否則進(jìn)入孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元； 所述孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換單元作用是進(jìn)行控制方式轉(zhuǎn)換，在控制方式轉(zhuǎn)換的瞬間，有功功率和無(wú)功功率指令維持當(dāng)前有功功率和無(wú)功功率的運(yùn)行值，或者轉(zhuǎn)換后，有功功率和無(wú)功功率轉(zhuǎn)換到0，逐漸升到轉(zhuǎn)換前運(yùn)行值。
6.—種孤島轉(zhuǎn)聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括換流器、上層控制器以及閥控裝置，其中，⑴在柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島運(yùn)行情況下，上層控制器檢測(cè)換流器閥側(cè)三相交流電流或換流器橋臂電流是否出現(xiàn)過(guò)流情況，過(guò)流定值取為額定橋臂電流的η倍；如果出現(xiàn)過(guò)流，并持續(xù)時(shí)間tl，則進(jìn)入步驟(2)，否則返回步驟⑴； (2)閉鎖換流器，檢測(cè)交流側(cè)電壓是否低于閾值，如果低于閾值，且持續(xù)時(shí)間t2，則解鎖換流器，返回步驟(I)，否則進(jìn)入步驟(3); (3)上層控制器鎖相環(huán)節(jié)設(shè)定跟蹤當(dāng)前交流側(cè)電壓相位，同時(shí)啟動(dòng)控制方式轉(zhuǎn)換，由當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)換流站孤島控制轉(zhuǎn)換到有源控制方式，并解鎖換流器。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104485683SQ201410812231
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】董云龍, 田杰, 胡兆慶, 李海英, 曹冬明, 劉海彬, 盧宇 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