一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于電力設備運行控制技術領域的一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法?？刂颇Ｊ降霓D換是在多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，改變需要轉換控制模式的逆變站的電流裕度，將電流裕度由原先的電壓決定端轉移到原先的電流控制端，同時調節(jié)任意一個換流站換流變壓器分接頭檔位，電壓設定端與電流控制端之間的轉換，以實現(xiàn)多端直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本發(fā)明的方法是在并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運行情況下，逆變端子之間控制模式的轉換，并且只需簡單的幾步就可實現(xiàn)逆變端子之間控制模式快速平穩(wěn)的轉換；從而極大提高了個別換流站退出運行的速率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電力設備運行控制技術領域，特別涉及一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法。
【背景技術】
[0002]在大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)中，區(qū)域電網(wǎng)之間通過直流輸電系統(tǒng)進行互聯(lián)，有利于實現(xiàn)大區(qū)電網(wǎng)間的非同步運行與隔離，可以克服容量過大的交流電力系統(tǒng)長距離互聯(lián)所帶來的穩(wěn)定問題，改善大區(qū)電網(wǎng)的動態(tài)品質，和提高大區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。然而，傳統(tǒng)的直流輸電系統(tǒng)大多為雙端系統(tǒng)，僅能實現(xiàn)點對點的直流功率傳送，當多個交流系統(tǒng)間采用直流互聯(lián)時，需要多條直流輸電線路，這將極大提高投資成本和運行費用。于是，多端直流輸電(Mult1-terminal HVDC,即MTDC)系統(tǒng)便應運而生。
[0003]近20年來，隨著兩端直流輸電技術日趨完善，直流輸電應用越來越廣，線路越來越多，對多端直流的需求更為迫切。特別是隨著全控型電力電子器件的發(fā)展，基于器件換流的VSC型高壓直流輸電獲得應用，傳統(tǒng)線路換流直流輸電與VSC型高壓直流輸電結合為多端直流輸電開辟了新的領域。不少國家對多端直流輸電技術的研究變得十分活躍。已有多個多端直流輸電運行和在建。我國也已將多端高壓直流輸電列入研究、規(guī)劃和示范建設的進程中了。
[0004]多端直流輸電系統(tǒng)的接線方式，主要分為并聯(lián)式和串聯(lián)式兩類。在并聯(lián)式的多端直流輸電系統(tǒng)中，所有換流站的直流電壓都是相同的。并聯(lián)式傳統(tǒng)多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，只有一個端子控制電壓，其余的端子控制電流。穩(wěn)定運行時，會經(jīng)常遇到電壓設定端與電流控制端的轉換問題。例如，當電壓設定端退出運行時，需要將電壓設定端的逆變站轉化為電流控制端，另一電流控制端轉化為電壓設定端。本發(fā)明專利的目標就是保證并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)平穩(wěn)運行的前提下，提供一種可靠的控制策略，實現(xiàn)穩(wěn)定運行時，電壓設定端與電流控制端之間的轉換。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法，所述并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)由一個雙極12脈動整流站BI和第一雙極12脈動逆變站B2和第二雙極12脈動逆變站B3組成;在整流站和逆變站內包括換流器、換流變壓器和平波電抗器；其中換流變壓器均采用三相雙繞組變壓器;其特征在于，具體控制模式轉換步驟如下:
[0006]I)在雙極12脈動整流站BI設有定電流控制和最小觸發(fā)角控制;在第一雙極12脈動的逆變站B2和第二雙極12脈動的逆變站B3都設有定電流控制和定熄弧角控制；
[0007]2)當并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，將第二雙極12脈動逆變站B3轉化為電流控制端，第一雙極12脈動逆變站B2轉化為電壓決定端;在將電流裕度AId從第二雙極12脈動逆變站B3轉移到第一雙極12脈動逆變站B2的同時，調節(jié)第一雙極12脈動逆變站B2或第二雙極12脈動逆變站B3的換流變壓器的分接頭，就能快速平穩(wěn)的實現(xiàn)控制模式的轉換；
[0008]3)待多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，改變需要轉換控制模式的逆變站的電流裕度，將電流裕度由原先的電壓決定端轉移到原先的電流控制端，同時調節(jié)任意一個換流站換流變壓器分接頭檔位，電壓設定端與電流控制端之間的轉換，以實現(xiàn)多端直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0009]所述分接頭檔位，如果調節(jié)的過小，將無法實現(xiàn)兩個逆變站之間控制模式的轉換；然而，如果分接頭檔位調節(jié)的過大，將會出現(xiàn)短時過電流的情況，并且分接頭檔位調節(jié)的越大，兩個逆變站之間控制模式的轉換速率就越快。
[0010]所述多端直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從電壓穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，為了有利于甩負荷情況下的過電壓抑制，在穩(wěn)態(tài)情況下，雙極12脈動整流站BI和第一雙極12脈動逆變站B2采用定直流電流控制;第二雙極12脈動逆變站B3采用定熄弧角控制。
[0011]本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出了并聯(lián)式傳統(tǒng)多端直流輸電系統(tǒng)逆變站之間控制模式的轉換方法，在并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運行情況下，逆變端子之間控制模式的轉換，并且只需簡單的幾步就可實現(xiàn)逆變端子之間控制模式快速平穩(wěn)的轉換;從而極大提高了個別換流站退出運行的速率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0012]圖1為并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)主電路接線示意圖。
[0013]為了驗證該方法可以實現(xiàn)逆變端子之間控制模式快速平穩(wěn)的轉換，在PSCAD/EMTDC軟件中進行仿真驗證。PSCAD/EMTDC軟件是電力系統(tǒng)的專業(yè)仿真軟件，PSCAD是用戶仿真界面，EMTDC是仿真引擎，該軟件適合于瞬時發(fā)生仿真，圖2S卩是仿真結果。
[0014]圖2為三端直流輸電系統(tǒng)控制模式轉換波形圖，其中(a)為整流站B1、逆變站B2、逆變站B3的直流電壓和直流電流運行圖；(b)為逆變站B2控制模式轉換波形圖；(c)為逆變站B3控制模式轉換波形圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明提供了一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明予以說明。
[0016]圖1所示為并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)主電路接線示意圖。所述并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)由一個雙極12脈動整流站BI和第一雙極12脈動逆變站B2和第二雙極12脈動逆變站B3組成;在整流站和逆變站內包括換流器、換流變壓器和平波電抗器;其中換流變壓器均采用三相雙繞組變壓器。
[0017]圖2所示為三端直流輸電系統(tǒng)控制模式轉換波形圖，其中(a)為整流站B1、逆變站B2、逆變站B3的直流電壓和直流電流運行波形圖；(b)為逆變站B2控制模式轉換波形圖；(c)為逆變站B3控制模式轉換波形圖。
[0018]實施例
[0019]待三端直流輸電系統(tǒng)平穩(wěn)運行后，第二雙極12脈動逆變站B3將電流裕度由0.1p.u快速地變?yōu)?.0p.u，第一雙極12脈動逆變站B2將電流裕度由0.0p.u快速地變?yōu)?.1p.u，同時調節(jié)第二雙極12脈動逆變站B3或第一雙極12脈動逆變站B2換流變壓器分接頭檔位，實現(xiàn)兩個逆變站間控制模式的轉換。分接頭檔位調節(jié)的越大，兩個逆變站之間控制模式的轉換速率就越快。
【主權項】
1.一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法，所述并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)由一個雙極12脈動整流站BI和第一雙極12脈動逆變站B2和第二雙極12脈動逆變站B3組成;在整流站和逆變站內包括換流器、換流變壓器和平波電抗器;其中換流變壓器均采用三相雙繞組變壓器;其特征在于，具體控制模式轉換步驟如下: 1)在雙極12脈動整流站BI設有定電流控制和最小觸發(fā)角控制;在第一雙極12脈動的逆變站B2和第二雙極12脈動的逆變站B3都設有定電流控制和定熄弧角控制； 2)當并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，將第二雙極12脈動逆變站B3轉化為電流控制端，第一雙極12脈動逆變站B2轉化為電壓決定端;在將電流裕度AId從第二雙極12脈動逆變站B3轉移到第一雙極12脈動逆變站B2的同時，調節(jié)第一雙極12脈動逆變站B2或第二雙極12脈動逆變站B3的換流變壓器的分接頭，就能快速平穩(wěn)的實現(xiàn)控制模式的轉換； 3)待多端直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，改變需要轉換控制模式的逆變站的電流裕度，將電流裕度由原先的電壓決定端轉移到原先的電流控制端，同時調節(jié)任意一個換流站換流變壓器分接頭檔位，電壓設定端與電流控制端之間的轉換，以實現(xiàn)多端直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。2.根據(jù)權利要求1所述一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法，其特征在于，所述分接頭檔位，如果調節(jié)的過小，將無法實現(xiàn)兩個逆變站之間控制模式的轉換；然而，如果分接頭檔位調節(jié)的過大，將會出現(xiàn)短時過電流的情況，并且分接頭檔位調節(jié)的越大，兩個逆變站之間控制模式的轉換速率就越快。3.根據(jù)權利要求1所述一種用于并聯(lián)式多端直流輸電系統(tǒng)控制模式的轉換方法，其特征在于，所述多端直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從電壓穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，為了有利于甩負荷情況下的過電壓抑制，在穩(wěn)態(tài)情況下，雙極12脈動整流站BI和第一雙極12脈動逆變站B2采用定直流電流控制;第二雙極12脈動逆變站B3采用定熄弧角控制。
【文檔編號】H02J1/10GK105870910SQ201610274557
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】韓民曉, 翟冬玲, 姚蜀軍, 王英沛
【申請人】華北電力大學, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京市電力公司