本發(fā)明涉及直流輸電技術領域，尤其涉及一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法。

背景技術：

高壓直流輸電與傳統(tǒng)的直流輸電相比，電壓等級更高，傳輸距離更大，輸送的容量更大，線路損耗更小，節(jié)省占地走廊，提高了運行的經(jīng)濟性。由于電壓等級的升高也對相關的電氣設備制造工藝和設備的外絕緣特性都提出了新的要求。因此，現(xiàn)有技術中，高壓直流輸電工程一般采用雙12脈動閥組串聯(lián)的接線方式，以保證直流輸電工程的穩(wěn)定運行。

由于高壓直流的運行方式較為復雜，例如，在兩端混合直流系統(tǒng)中，當閥組交流側和閥組直流側的各個接線端間發(fā)生故障時，通常需要將發(fā)生故障的閥組退出主回路，以便對故障閥組進行維修，但是，由于換流站中的各閥組是以串聯(lián)的接線方式運行，因此，在將故障的閥組退出后，將導致整個換流站的停運，這極大的影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，用于當串聯(lián)的換流器主回路發(fā)生故障或由于絕緣問題需要降壓運行時，可只停運發(fā)生故障的單閥組，避免出現(xiàn)系統(tǒng)停運的情況。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，所述混合直流輸電系統(tǒng)包括VSC換流站和LCC換流站，所述VSC換流站的兩端與對應的所述LCC換流站的兩端通過直流輸電線路連接，所述VSC換流站包括串聯(lián)的多個第一閥組，所述LCC換流站包括串聯(lián)的多個第二閥組，所述混合直流輸電系統(tǒng)中閥組在線退出方法包括：

步驟S1：將VSC換流站中待退出第一閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯(lián)；

步驟S2：使待退出第一閥組的電壓降為零；

步驟S3：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)第一閥組的電流轉移至待投入第一閥組并聯(lián)的斷路器；

步驟S4：閉鎖待退出第一閥組；

步驟S5：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關，斷開與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)斷路器的電流轉移至待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關，完成待退出第一閥組的退出；

步驟S6：保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對應的LCC換流站中待退出第二閥組的旁通對投入，所述旁通對包括與第二閥組并聯(lián)的斷路器和旁路隔離開關；

步驟S7：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)第二閥組的電流轉移至待投入第二閥組并聯(lián)的斷路器；

步驟S8：閉鎖待退出第二閥組；

步驟S9：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關，斷開與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)斷路器的電流轉移至待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關，完成待退出第二閥組的退出。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法中，在VSC換流站中，由于待退出第一閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯(lián)，這樣在第一閥組發(fā)生故障后，可由待退出的第一閥組所對應的旁路隔離開關旁路，使工作電流經(jīng)隔離開關形成回路，完成待退出的第一閥組的退出，同時，保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對應的LCC換流站中待退出第二閥組的的斷路器和旁路隔離開關并聯(lián)，同理，由待退出的第二閥組所對應的旁路隔離開關旁路，使工作電流經(jīng)旁路隔離開關形成回路，完成待退出的第二閥組的退出；可見，通過本發(fā)明提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，由于在各閥組并聯(lián)了斷路器和旁路隔離開關，因此在將發(fā)生故障的單閥組退出后，能夠通過旁路隔離開關的旁路使工作電流經(jīng)隔離開關形成回路，而不會影響換流站中其他閥組的正常工作，保證了直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的流程圖；

圖2為與本發(fā)明實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的步驟S1對應的待退出第一閥組的接線圖；

圖3為與本發(fā)明實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的步驟S3對應的待退出第一閥組的接線圖；

圖4為與本發(fā)明實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的步驟S5對應的待退出第一閥組的接線圖。

附圖標記：

B₁-斷路器， S₁-旁路隔離開關；

I_B-斷路器支路電流， I_FM-換流器出口電流；

I_S-旁路隔離開關支路電流。

具體實施方式

為了進一步說明本發(fā)明實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，下面結合說明書附圖進行詳細描述。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法包括：

一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，混合直流輸電系統(tǒng)包括VSC換流站和LCC換流站，VSC換流站的兩端與對應的LCC換流站的兩端通過直流輸電線路連接，VSC換流站包括串聯(lián)的多個第一閥組，LCC換流站包括串聯(lián)的多個第二閥組，混合直流輸電系統(tǒng)中閥組在線退出方法包括：

步驟S1：將VSC換流站中待退出第一閥組分別與斷路器B₁和旁路隔離開關S₁并聯(lián)；

步驟S2：使待退出第一閥組的電壓降為零；

步驟S3：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)第一閥組的電流轉移至待投入第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁；

步驟S4：閉鎖待退出第一閥組；

步驟S5：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關S₁，斷開與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)斷路器B₁的電流轉移至待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關S₁，完成待退出第一閥組的退出；

步驟S6：保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對應的LCC換流站中待退出第二閥組的旁通對投入，旁通對包括與第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁和旁路隔離開關S₁；

步驟S7：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)第二閥組的電流轉移至待投入第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁；

步驟S8：閉鎖待退出第二閥組；

步驟S9：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關S₁，斷開與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)斷路器B₁的電流轉移至待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關S₁，完成待退出第二閥組的退出。

通過上述混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法可知，在VSC換流站中，由于待退出第一閥組分別與斷路器B₁和旁路隔離開關S₁并聯(lián)，這樣在第一閥組發(fā)生故障后，可由待退出的第一閥組所對應的旁路隔離開關S₁旁路，使工作電流經(jīng)旁路隔離開關S₁形成回路，完成待退出的第一閥組的退出，同時，保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對應的LCC換流站中待退出第二閥組的的斷路器B₁和旁路隔離開關S₁并聯(lián)，同理，由待退出的第二閥組所對應的旁路隔離開關S₁旁路，使工作電流經(jīng)旁路隔離開關S₁形成回路，完成待退出的第二閥組的退出；可見，通過本實施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，由于在各閥組并聯(lián)了斷路器B₁和旁路隔離開關S₁，因此在將發(fā)生故障的單閥組退出后，能夠通過旁路隔離開關S₁的旁路使工作電流經(jīng)隔離開關形成回路，而不會影響換流站中其他閥組的正常工作，保證了直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

需要說明的是，本實施例中的混合直流系統(tǒng)可以采用雙端系統(tǒng)，也可以是多端系統(tǒng)，每端可以雙極運行，也可以單極運行，其中，每極均有多閥組構成。并且，本實施例中混合直流系統(tǒng)中換流器為模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)，且MMC中子模塊為全橋子模塊，其中，MMC結構因其具有模塊化機構、開關頻率低、擴展性強和無需濾波裝置等特點，在高電壓大容量VSC-HVDC工程中得到了越來越多的應用。

需要強調(diào)的是，步驟S1-S5和步驟S6-S9的順序可根據(jù)實際情況作出適應性調(diào)整，例如，先對LCC換流站中待投入第二閥組在線退出，之后再對VSC換流站中待投入第一閥組在線退出。

具體的，如圖2所示，上述步驟S1中將待退出第一閥組分別與斷路器B₁和旁路隔離開關S₁并聯(lián)時，斷路器B₁和旁路隔離開關S₁均為斷開狀態(tài)，此時電流經(jīng)待退出第一閥組流過；之后，將待退出第一閥組的電壓降為零，然后進入步驟S3，如圖3所示，閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，閉鎖待退出第一閥組，使流經(jīng)待退出第一閥組的電流轉移至斷路器B₁，然后進入步驟S5，如圖4所示，閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關S₁，斷開與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)斷路器B₁的電流轉移至與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關S₁，完成待退出第一閥組的退出，得到待退出第一閥組；同理，LCC換流站中待退出第二閥組的退出過程與VSC換流站待退出第一閥組的退出過程相同，在此不再贅述。本實施例通過旁路隔離開關S₁和斷路器B₁的投切配合實現(xiàn)了單閥組的退出，這是因為旁路隔離開關S₁沒有專門的滅弧裝置，不具備斷流能力，所以在退出相應的單閥組時，本實施例通過先閉合與該單閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使電流從待退出單閥組轉移至斷路器B₁，然后再閉合旁路隔離開關S₁，斷開斷路器B₁，使電流從旁路隔離開關S₁流過，這樣能夠在不影響換流站運行的情況下，使發(fā)生故障的單閥組退出，提高了直流輸電系統(tǒng)的可靠性。

值得注意的是，上述步驟S2使待退出第一閥組的電壓降為零時，需保持其余單閥組的電壓不變，以避免影響整個換流站的正常運行。

需要說明的是，上述實施例的步驟S2中，使待退出第一閥組的電壓降為零的方法為：逐步增大待退出第一閥組的觸發(fā)角以使第一閥組的電壓降為零，在具體實施的過程中，可將待退出第一閥組的觸發(fā)角增大至90度，使第一閥組的電壓降為零。

為了使待退出第二閥組的旁通對投入的方法多種多樣，所述步驟S6中，將待退出第二閥組的旁通對投入的方法包括：

當VSC換流站和LCC換流站之間通信通道正常，根據(jù)主控站發(fā)出的指令，待退出第二閥組接收指令并投入該閥組所對應的旁通對；

當VSC換流站和LCC換流站之間通信通道故障，第二閥組的電壓低于預設閥值時，投入該閥組所對應的旁通對。

可見，本實施例給出了多種待退出第二閥組的旁通對投入的方法，當VSC換流站和LCC換流站之間通信通道正常，待退出第二閥組能夠根據(jù)主控站的指令，執(zhí)行待退出第二閥組所對應的旁通對動作，此時，可完成待退出第二閥組的退出，但是，當VSC換流站和LCC換流站之間通信通道故障時，由于待退出第二閥組無法接收到主控站的指令，因此，本實施例可采用第二種待退出第二閥組的旁通對投入的方法，即第二閥組的電壓低于預設閥值時，自動投入該閥組所對應的旁通對，完成待退出第二閥組的退出；可見，通過上述待退出第二閥組的旁通對投入的方法，能夠保證待退出第二閥組及時的退出，從而不會影響換流站中其他閥組的正常工作，保證了直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

在上述實施方式的描述中，具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。