本發(fā)明涉及直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：

目前，特高壓直流輸電系統(tǒng)可分為特高壓柔性直流輸電系統(tǒng)和特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)兩種，其中，特高壓柔性直流輸電系統(tǒng)可有效改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、無(wú)換相失敗風(fēng)險(xiǎn)、且運(yùn)行安全穩(wěn)定性較高，而特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)具有電力損耗低、造價(jià)低、過(guò)流能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，將特高壓常規(guī)直流輸電和特高壓柔性直流輸電相結(jié)合的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有較好的應(yīng)用前景。

在特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中，為了降低一次設(shè)備的電壓應(yīng)力，需采用高、低閥組串聯(lián)的接線形式。然而，在該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)某一極的某個(gè)閥組由于故障或檢修退出時(shí)，該極由全壓運(yùn)行轉(zhuǎn)換為半壓運(yùn)行；當(dāng)該閥組完成故障清除或檢修后，該極需由半壓運(yùn)行恢復(fù)為全壓運(yùn)行。但由于柔性直流換流閥與常規(guī)直流換流閥在控制特性上有很大差別，因此現(xiàn)有的特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中半壓運(yùn)行轉(zhuǎn)換至全壓運(yùn)行的轉(zhuǎn)換方法并不適用特高壓混合直流輸電系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法，用于實(shí)現(xiàn)特高壓混合直流輸電系統(tǒng)由半壓運(yùn)行至全壓運(yùn)行的安全平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法，采用如下技術(shù)方案：

所述特高壓混合直流輸電系統(tǒng)包括直流輸電的送端和柔性直流輸電的受端，所述特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法包括：

向所述送端和所述受端發(fā)送運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令；

所述送端根據(jù)所述運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令，將送端極線上的送端直流電流通過(guò)送端旁路電路轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中；

所述受端根據(jù)所述運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令，對(duì)受端待投入閥組進(jìn)行預(yù)充電，將受端極線上的受端直流電流通過(guò)受端旁路電路轉(zhuǎn)移到所述受端待投入閥組中；

完成所述特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)換。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的具有以下有益效果：

在本發(fā)明提供的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法中，由于特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中送端待投入閥組與受端待投入閥組并不相同，因此，在該送端和受端接收到運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令之后，分別采取不同措施進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其中，送端在接收到運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令之后，先將送端極線上的送端直流電流轉(zhuǎn)移到送端旁路電路中，然后，通過(guò)送端旁路電路再將送端直流電流轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中，與將該送端待投入閥組直接投入到送端中相比，減小了該送端待投入閥組的投入對(duì)送端穩(wěn)定性的影響；而受端在接收到運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令之后，則先對(duì)受端待投入的閥組進(jìn)行預(yù)充電，以使得該受端待投入閥組可以可靠觸發(fā)，然后再將受端極線上的受端直流電流轉(zhuǎn)移到受端旁路電路中，進(jìn)而將受端直流電流轉(zhuǎn)移到受端待投入閥組中，與將該受端待投入閥組直接投入到受端中相比，減小了該受端待投入閥組的投入對(duì)受端穩(wěn)定性的影響，從而避免了由于送端待投入閥組和受端待投入閥組的投入導(dǎo)致特高壓混合直流輸電系統(tǒng)失穩(wěn)的情況發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)特高壓混合直流輸電系統(tǒng)由半壓運(yùn)行至全壓運(yùn)行的安全平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)半壓運(yùn)行下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中LCC與送端旁路電路接線示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中MMC與受端旁路電路接線示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1—送端高端閥組， 2—送端低端閥組， 3—送端變壓器，

4—送端交流系統(tǒng)， 5—受端高端閥組， 6—受端低端閥組，

7—受端變壓器， 8—受端交流系統(tǒng)， K1—送端旁路刀閘，

K2—送端隔離刀閘， K3—送端旁路開(kāi)關(guān)， K4—受端旁路刀閘，

K5—受端隔離刀閘， K6—受端旁路開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法，該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)包括直流輸電的送端和柔性直流輸電的受端，需要說(shuō)明的是，如無(wú)特殊說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例中的“直流輸電的送端”均指的是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)直流輸電的送端，即采用常規(guī)直流換流器的送端，示例性地，可采用電網(wǎng)換相換流器(Line Commutated Converter，以下簡(jiǎn)稱(chēng)LCC)；而“柔性直流輸電的受端”即為采用柔性直流換流器的受端，示例性地，可采用模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,以下簡(jiǎn)稱(chēng)MMC)。具體地，如圖1所示，該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法包括：

步驟S1、向送端和受端發(fā)送運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令。

步驟S2、送端根據(jù)運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令，將送端極線上的送端直流電流通過(guò)送端旁路電路轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中。

示例性地，上述送端旁路電路的作用與現(xiàn)有的特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的旁路電路相同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有的特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的旁路電路進(jìn)行設(shè)置，示例性地，該送端旁路電路可包括：送端隔離刀閘、送端旁路開(kāi)關(guān)和送端旁路刀閘等。

步驟S3、受端根據(jù)運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令，對(duì)受端待投入閥組進(jìn)行預(yù)充電，將受端極線上的受端直流電流通過(guò)受端旁路電路轉(zhuǎn)移到受端待投入閥組中。

示例性地，可通過(guò)與交流系統(tǒng)給上述子模塊電容電壓充電。

類(lèi)似地，上述送端旁路電路的作用也與現(xiàn)有的特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的旁路電路相同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有的特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的旁路電路進(jìn)行設(shè)置，示例性地，該受端旁路電路可包括：受端隔離刀閘、受端旁路開(kāi)關(guān)和受端旁路刀閘等。

步驟S4、完成特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)換。

在本實(shí)施例的技術(shù)方案中，由于特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中送端待投入閥組與受端待投入閥組并不相同，因此，在該送端和受端接收到運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令之后，分別采取不同措施進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其中，送端在接收到運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令之后，先將送端極線上的送端直流電流轉(zhuǎn)移到送端旁路電路中，然后，通過(guò)送端旁路電路再將送端直流電流轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中，與將該送端待投入閥組直接投入到送端中相比，減小了該送端待投入閥組的投入對(duì)送端穩(wěn)定性的影響；而受端在接收到運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令之后，則先對(duì)受端待投入的閥組進(jìn)行預(yù)充電，以使得該受端待投入閥組可以可靠觸發(fā)，然后再將受端極線上的受端直流電流轉(zhuǎn)移到受端旁路電路中，進(jìn)而將受端直流電流轉(zhuǎn)移到受端待投入閥組中，與將該受端待投入閥組直接投入到受端中相比，減小了該受端待投入閥組的投入對(duì)受端穩(wěn)定性的影響，從而避免了由于送端待投入閥組和受端待投入閥組的投入導(dǎo)致特高壓混合直流輸電系統(tǒng)失穩(wěn)的情況發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)特高壓混合直流輸電系統(tǒng)由半壓運(yùn)行至全壓運(yùn)行的安全平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。

需要說(shuō)明的是，對(duì)于上述步驟S2和S3的具體順序，本發(fā)明實(shí)施例不進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行限定。

示例性地，上述步驟S1中，向送端和受端發(fā)送運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令的具體步驟包括：通過(guò)特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的站間通訊單元，同時(shí)向送端和受端發(fā)送轉(zhuǎn)換命令，從而可以使得送端和受端同時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)換，減小送端和受端運(yùn)行轉(zhuǎn)換完成的時(shí)間差，從而使得整個(gè)特高壓混合直流輸電系統(tǒng)由半壓運(yùn)行至全壓運(yùn)行的轉(zhuǎn)換更加平穩(wěn)。

示例性地，上述步驟S2中，送端根據(jù)運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令，將送端極線上的送端直流電流通過(guò)送端旁路電路轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中的具體步驟包括：

步驟S21、送端根據(jù)運(yùn)行轉(zhuǎn)換命令，閉合送端旁路電路中的送端隔離刀閘和送端旁路電路中的送端旁路開(kāi)關(guān)。

步驟S22、斷開(kāi)送端旁路電路中的送端旁路刀閘，將送端直流電流轉(zhuǎn)移到送端旁路開(kāi)關(guān)。

步驟S23、斷開(kāi)送端旁路開(kāi)關(guān)。

步驟S24、解鎖送端待投入閥組，使得送端直流電流轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中。

需要補(bǔ)充的是，上述送端旁路開(kāi)關(guān)為該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中送端閥組直流側(cè)并聯(lián)的高速斷路器，其功能和性能要求與現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的高速旁路開(kāi)關(guān)相同；上述送端旁路刀閘，是指與送端旁路開(kāi)關(guān)并聯(lián)的刀閘，其作用是在特高壓混合直流輸電系統(tǒng)半壓運(yùn)行期間，為送端極線上的送端直流電流提供通路，其功能和性能要求與現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的旁路刀閘相同；上述送端隔離刀閘，是指送端旁路開(kāi)關(guān)與送端旁路刀閘之間串聯(lián)的刀閘，其作用是在特高壓混合直流輸電系統(tǒng)半壓運(yùn)行期間隔離已退出的送端閥組，其功能和性能要求與現(xiàn)有的特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中的旁路刀閘相同。

進(jìn)一步地，上述步驟S24中，由于旁路開(kāi)關(guān)還未完全熄弧，為了將旁路開(kāi)關(guān)上的電流都轉(zhuǎn)移到送端待投入閥組中，在解鎖送端待投入閥組之后，該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法還包括：

強(qiáng)制控制送端待投入閥組的觸發(fā)角，使送端待投入閥組的觸發(fā)角的角度為70°～100°；送端旁路開(kāi)關(guān)熄弧后，取消對(duì)送端待投入閥組的觸發(fā)角的強(qiáng)制控制。

示例性地，上述步驟S3中，將受端極線上的受端直流電流通過(guò)受端旁路電路轉(zhuǎn)移到受端待投入閥組中的具體步驟包括：

步驟S31、閉合受端旁路電路中的受端隔離刀閘和受端旁路電路中的受端旁路開(kāi)關(guān)。

步驟S32、斷開(kāi)受端旁路電路中的受端旁路刀閘，將受端直流電流轉(zhuǎn)移到受端旁路開(kāi)關(guān)。

步驟S33、解鎖受端待投入閥組，并控制受端待投入閥組中子模塊的電容電壓，使子模塊的電容電壓為額定值。

步驟S34、斷開(kāi)受端旁路開(kāi)關(guān)，使得受端直流電流轉(zhuǎn)移到受端待投入閥組中。

示例性地，上述步驟S33中，子模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以為全橋型子模塊拓?fù)浠蚧旌闲妥幽K拓?fù)?，從而使得在控制受端待投入閥組中子模塊的電容電壓，使子模塊的電容電壓為額定值之后，還可控制受端待投入閥組的直流側(cè)的電壓，使受端帶投入閥組的直流側(cè)的電壓為0kV，以避免對(duì)受端的其他設(shè)備造成損壞，維持整個(gè)特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

類(lèi)似地，上述步驟S34中，在斷開(kāi)受端旁路開(kāi)關(guān)之后，還可控制受端待投入閥組，使受端待投入閥組直流的電流大小與受端的直流電流大小相同，以協(xié)助受端旁路開(kāi)關(guān)熄弧。

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解與實(shí)施，下面本發(fā)明實(shí)施將結(jié)合特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的實(shí)例，對(duì)上述特高壓混合直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行詳細(xì)描述。

示例性地，如圖2所示，該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中，包括常規(guī)直流輸電的送端和柔性直流輸電的受端。

具體地，如圖2所示，常規(guī)直流輸電的送端的每一極由兩個(gè)十二脈動(dòng)的LCC串聯(lián)構(gòu)成，靠近直流輸電線路的LCC稱(chēng)為送端高端閥組1，靠近接地極的LCC稱(chēng)為送端低端閥組2，其中，每一個(gè)十二脈動(dòng)的LCC由兩個(gè)六脈動(dòng)LCC串聯(lián)構(gòu)成，兩個(gè)六脈動(dòng)LCC通過(guò)交流側(cè)的送端變壓器3與送端交流系統(tǒng)4連接。

具體地，如圖2所示，柔性直流輸電的受端的每一極由兩個(gè)MMC串聯(lián)構(gòu)成，靠近直流輸電線路的MMC稱(chēng)為受端高端閥組5，靠近接地極的MMC稱(chēng)為受端低端閥組6，其中，每一個(gè)MMC由數(shù)量眾多的子模塊串聯(lián)構(gòu)成，兩個(gè)MMC通過(guò)交流側(cè)的受端變壓器7與受端交流系統(tǒng)8連接。

示例性地，如圖3所示，當(dāng)正極的某個(gè)閥組由于故障或檢修而退出時(shí)，正極只剩下一個(gè)閥組投入運(yùn)行，即由全壓運(yùn)行轉(zhuǎn)換為了半壓運(yùn)行。

具體地，上述LCC與送端旁路電路的連接關(guān)系如圖4所示，在半壓穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下，送端旁路刀閘K1閉合，送端隔離刀閘K2斷開(kāi)，送端旁路開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)。在全壓穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下，送端旁路刀閘K1斷開(kāi)，送端隔離刀閘K2閉合，送端旁路開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)。

具體地，上述MMC與受端旁路電路的連接關(guān)系如圖5所示，在半壓穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下，受端旁路刀閘K4閉合，受端隔離刀閘K5斷開(kāi)，受端旁路開(kāi)關(guān)K6斷開(kāi)。在全壓穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下，受端旁路刀閘K4斷開(kāi)，受端隔離刀閘K5閉合，受端旁路開(kāi)關(guān)K6斷開(kāi)。

示例性地，以在該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中投入正極高端閥組為例，該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)半壓運(yùn)行轉(zhuǎn)全壓運(yùn)行的過(guò)程為：

該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的站間通訊單元發(fā)出發(fā)投入正極高端閥組指令之后，送端首先將送端隔離刀閘閉合，然后將送端旁路開(kāi)關(guān)閉合。當(dāng)送端旁路開(kāi)關(guān)完全閉合后，將送端旁路刀閘斷開(kāi)，當(dāng)送端極線上的送端直流電流都轉(zhuǎn)移到送端旁路開(kāi)關(guān)之后，斷開(kāi)送端旁路開(kāi)關(guān)，在送端旁路開(kāi)關(guān)的觸頭完全分離具備熄弧能力后，解鎖送端待投入閥組，并將該送端待投入閥組的觸發(fā)角限制在較大的角度，例如70°。當(dāng)送端旁路開(kāi)關(guān)完全熄弧后，取消對(duì)送端待投入閥組的觸發(fā)角的限制，至此，送端正極高端閥組投入完成。

該特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的站間通訊單元發(fā)出發(fā)投入正極高端閥組指令之后，受端對(duì)受端待投入的閥組進(jìn)行預(yù)充電，并將受端隔離刀閘閉合，然后將受端旁路開(kāi)關(guān)閉合。當(dāng)受端旁路開(kāi)關(guān)完全閉合后，將受端旁路刀閘斷開(kāi)。當(dāng)受端極線上的受端直流電流都轉(zhuǎn)移到受端旁路開(kāi)關(guān)之后，解鎖受端待投入閥組解鎖，將子模塊電容電壓控制在額定值，并將受端待投入閥組的直流側(cè)電壓控制在0kV。然后斷開(kāi)受端旁路開(kāi)關(guān)，當(dāng)高速旁路開(kāi)關(guān)的觸頭完全分離后，控制受端待投入閥組，使受端待投入閥組的直流電流大小與受端直流電流大小相同。當(dāng)受端旁路開(kāi)關(guān)完全熄弧后，受端待投入閥組進(jìn)入正常的控制模式，至此，受端正極高端閥組投入完成。

具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。