一種模塊化多電平柔性直流輸電換流器啟動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種模塊化多電平柔性直流輸電換流器啟動方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多端柔性直流輸電能實現(xiàn)多電源供電、多落點受電，是電力系統(tǒng)中一種靈活、可 靠、快捷的輸電方式。而模塊化多電平換流器因其輸出電壓波形質(zhì)量高、開關(guān)損耗低、易于 擴容和故障穿越能力強等優(yōu)勢，逐漸成為多端柔性直流輸電發(fā)展的趨勢。
[0003] 啟動過程的順利完成是多端系統(tǒng)正常運行的前提和基礎(chǔ)，合適的啟動策略應(yīng)能對 多端系統(tǒng)各換流器啟動時序進行協(xié)調(diào)配置，抑制其因相互影響而產(chǎn)生的電氣沖擊，避免啟 動失敗。但MMC-MTDC直流電容分散在各子模塊中，其啟動不僅要考慮換流器內(nèi)部各子模塊 電容的均衡充電問題，還需要考慮換流站間直流禪合對MMC啟動過程的影響。
[0004] 因此，研究MMC-MTDC系統(tǒng)協(xié)調(diào)啟動控制策略，解決換流站內(nèi)子模塊預(yù)充電均壓和 換流站間的有序解鎖該兩個關(guān)鍵問題就顯得尤為重要。
[0005] 然而目前，國內(nèi)外對MMC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)啟動研究較少。在多端系統(tǒng)的換流器子 模塊預(yù)充電均壓方面，部分學(xué)者提出通過雙閉環(huán)控制進行子模塊可控階段充電，此時交流 側(cè)無電源的換流站（簡稱無源站）的啟動要求交流側(cè)有電源的換流站（簡稱有源站）的交 流軟啟電阻一直投入，增大了對軟啟電阻平均功率的需求，且解鎖時會造成直流電壓跌落； 也有學(xué)者設(shè)計了載波移相的可控階段啟動方法，但控制實現(xiàn)復(fù)雜；還有學(xué)者提出一種半閉 鎖充電方法，可將子模塊充電至額定值，但未對換流器預(yù)充電方式做全面考慮和研究。在換 流站間有序解鎖方面，現(xiàn)有研究主要著重于有源站的啟動策略，或者換流器直流側(cè)充電的 有序解鎖方案，未設(shè)及到多端系統(tǒng)中交直流側(cè)混合充電情況，且未對多端系統(tǒng)多換流站之 間的有序解鎖做深入研究。
[0006] 申請?zhí)枮?01210462977. 6的中國專利申請《一種模塊化多電平柔性直流輸電換 流器的啟動方法》披露了一種方案。該方法的主要步驟為：在啟動過程中，對橋臂上的各子 模塊進行排序，切除電壓較高的若干個子模塊，而對其余子模塊進行充電；并且不斷重復(fù)W 上過程直至充電到穩(wěn)定狀態(tài)。
[0007] 該方法存有W下缺陷：
[000引第一，上述充電方法為一種可控充電方法，僅對固定個數(shù)（理論切除數(shù)）的子模塊 進行切除。而實際工程中，充電穩(wěn)態(tài)時，由于線路及子模塊損耗、雜散參數(shù)等因素的影響會 使按照理論切除數(shù)控制得到的子模塊電壓偏離額定值，則由當前子模塊電壓得到的等效閥 側(cè)交流電壓不同于實際交流電壓，線路中因為缺少足夠大的阻巧元件，將引起較大的沖擊 電流。
[0009] 第二，預(yù)充電前期，子模塊電壓較低，采用自取電方式的子模塊控制電源無法工 作，因此子模塊只能閉鎖，進行不控充電。根據(jù)換流器交、直流側(cè)電源的不同，換流器具有不 同的充電回路，各回路下對橋臂或相單元進行充電的電源電壓不同，導(dǎo)致子模塊穩(wěn)態(tài)電壓 不同，也決定了充電口檻電壓不同，若充電口檻電壓設(shè)置隨意，則會導(dǎo)致個別站過早、過慢 甚至無法進入可控充電階段，對應(yīng)引起較大的電氣沖擊、增大了啟動時間甚至造成啟動失 敗。同時，若在可控階段不區(qū)分充電模式，切除數(shù)設(shè)置隨意，則會造成子模塊充電各異，不能 達到充電要求，甚至造成子模塊過壓損壞。
[0010] 第S，多端系統(tǒng)中，有且僅有一個站為定直流電壓控制。多端系統(tǒng)運行需要一個穩(wěn) 定的直流電壓，若有換流站站先于定直流電壓控制站解鎖運行，則其向直流線路注入或抽 取有功會導(dǎo)致直流電壓抬高或降低，不利于運行控制，甚至造成系統(tǒng)故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種模塊化多電平柔性直流輸電換流器啟動方法，用W解決 上述問題一，解鎖運行時會產(chǎn)生較大沖擊電流的問題。
[0012] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0013] 一種模塊化多電平柔性直流輸電換流器啟動方法，包括步驟如下：
[0014] A、各換流站直流側(cè)極連接，各站子模塊閉鎖，同時有源站閉合交流開關(guān)，進入不控 充電階段；
[0015]B、各換流站在其子模塊電壓高于各自對應(yīng)的充電口檻電壓后分別投入可控均壓 充電方法，進入可控充電階段，同時有源站切除交流側(cè)軟啟電阻；
[0016] C、各換流站根據(jù)交、直流側(cè)電壓情況，分別投入閉環(huán)均壓充電方法，當其子模塊電 壓達到額定且穩(wěn)定后，分別解鎖，進入解鎖運行階段。
[0017] 進一步的，上述步驟C中，當站控方式為定直流電壓控制的換流站交、直流側(cè)電壓 均穩(wěn)定后，該站投入閉環(huán)均壓充電方法；當其子模塊電壓達到額定且穩(wěn)定后，該站解鎖脈 沖，并啟動帶有斜率控制器的直流電壓控制，進入解鎖運行階段；
[0018] 當其余各站直流側(cè)電壓穩(wěn)定在額定值后，分別投入閉環(huán)均壓充電方法，當其子模 塊電壓達到額定且穩(wěn)定后，分別解鎖，進入解鎖運行階段。
[0019] 進一步的，不控充電階段，根據(jù)交、直流側(cè)電源情況，分別投入交流側(cè)預(yù)充電、直流 側(cè)預(yù)充電或者交直流側(cè)混合預(yù)充電：
[0020] 交流側(cè)預(yù)充電方式下，MMC最高線電壓為Uu(i,j=a,b,C,i聲j)，i相下橋臂和 j相上橋臂子模塊上管續(xù)流二極管導(dǎo)通，為其子模塊充電；
[0021] 直流側(cè)預(yù)充電方式下，MMC直流電壓IV為a、b、CS相所有子模塊同時充電；
[0022] 交直流側(cè)混合預(yù)充電方式下，MMC最高的線電壓Uy與直流電壓UP。一起為i相下 橋臂和j相上橋臂子模塊充電，其余橋臂則無電流。
[0023] 進一步的，不控充電階段，判斷交流閥側(cè)線電壓峰值Ui的大小，并且與UP。相比，從 而確定預(yù)充電方式：
[0024] 當UP。時，為交流側(cè)預(yù)充電方式；
[002引當Ui= 0且UP。聲0時，為直流側(cè)預(yù)充電方式；
[0026] 當0<Ui<Up。時，為交直流側(cè)混合預(yù)充