[發(fā)明專利]一種直流輸電的控制方法及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210097520.X
• 申請(qǐng)日: 2012-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN102738818A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁海清;蘇位峰;郭曉明;衛(wèi)三民;李俠;茍銳鋒;楊曉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 田洲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，特別是指一種直流輸電的控制方法及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高壓直流輸電的換流站通常包括在高電位運(yùn)行的多個(gè)閥單元換流閥(高電位的開關(guān))，和低電位運(yùn)行的閥基電子設(shè)備VBE，以及換流站控制。換流站控制用于接受電網(wǎng)指令，計(jì)算產(chǎn)生閥基電子設(shè)備所需要的設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)換流站的有功、無功、直流電壓等進(jìn)行控制。閥控制單元是指閥單元內(nèi)部的低電壓控制裝置，它與閥基電子設(shè)備通過光纖通信，并直接控制閥單元內(nèi)部的功率開關(guān)、旁路開關(guān)等裝置。閥基電子設(shè)備接收換流站控制的設(shè)定值，將其轉(zhuǎn)換為閥可以接受的指令，通過光纖向閥單元發(fā)出控制指令，控制閥單元的開通、關(guān)斷等。閥單元向閥基電子設(shè)備發(fā)出狀態(tài)反饋，告知閥單元當(dāng)前的狀態(tài)，閥基電子設(shè)備會(huì)將相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)送給換流站控制。

目前的高壓直流輸電系統(tǒng)中(HVDC)，閥基電子設(shè)備以簡單脈沖形式給出閥單元的指令。比如，在一種基于晶閘管的高壓直流輸電系統(tǒng)中，閥基電子設(shè)備以兩個(gè)相鄰小于30μs的脈沖表示晶閘管觸發(fā)指令，閥單元收到該指令后，應(yīng)該立刻觸發(fā)晶閘管，如圖1所示。在一種基于IGBT的高壓直流輸電系統(tǒng)中，閥基電子設(shè)備用一個(gè)特定的脈沖串表示閥單元應(yīng)該切換到正電壓輸出，以另一個(gè)特定的脈沖串表示閥單元應(yīng)該切換到零電壓輸出。閥單元在完整收到相應(yīng)的脈沖串以后，應(yīng)該立刻執(zhí)行指令，切換到相應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)，如圖2所示。不管對(duì)于哪種高壓直流輸電系統(tǒng)，現(xiàn)在的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)都要求閥單元在接受到動(dòng)作指令后，立刻執(zhí)行(如中國專利公開第CN101170305號(hào)，賀之淵等，一種晶閘管觸發(fā)方法，2008，中國電力科學(xué)研究院；中國專利公開第CN101958541號(hào)，湯廣福，郝長城與張娟，一種用于實(shí)現(xiàn)直流輸電換流閥可靠觸發(fā)的串行編碼方法，2011，中國電力科學(xué)研究院)。

在基于可關(guān)斷器件的高壓直流輸電系統(tǒng)中，這種控制系統(tǒng)會(huì)要求內(nèi)部處理器的觸發(fā)頻率很高，特別是在直流電壓很高、系統(tǒng)串聯(lián)的閥單元數(shù)目很大的情況下，要求閥基電子設(shè)備內(nèi)部處理器的觸發(fā)周期很小，否則會(huì)影響系統(tǒng)輸出的電平數(shù)目，從而影響系統(tǒng)輸出的諧波(屠卿瑞，徐政與姚為正，模塊化多電平換流器型直流輸電電平數(shù)選擇研究.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010(20)：第33-38+44頁)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種直流輸電的控制方法及其控制系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)對(duì)處理器觸發(fā)時(shí)刻的精度和頻率要求過高的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種直流輸電的控制方法采用如下技術(shù)方案：

一種直流輸電的控制方法，包括以下步驟：

閥基電子設(shè)備發(fā)送用于控制閥單元內(nèi)的功率開關(guān)的切換狀態(tài)的指令；所述指令中包含執(zhí)行所述指令的時(shí)刻信息；

所述閥單元接收所述指令，按照所述時(shí)刻信息控制內(nèi)部的功率開關(guān)切換狀態(tài)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述時(shí)刻信息包括：基于GPS的時(shí)刻或相對(duì)于基準(zhǔn)時(shí)刻的時(shí)間間隔信息。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述控制內(nèi)部的功率開關(guān)切換狀態(tài)包括：在所述基于GPS的時(shí)刻，控制內(nèi)部的功率開關(guān)切換狀態(tài)；或在基于所述基準(zhǔn)時(shí)刻的時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)，控制內(nèi)部的功率開關(guān)切換狀態(tài)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述基準(zhǔn)時(shí)刻包括：所述指令的接收時(shí)刻、所述指令的結(jié)束時(shí)刻或所接收的下一條指令的接收時(shí)刻。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述閥基電子設(shè)備通過連接的換流站獲得需要調(diào)節(jié)的電壓參數(shù)；根據(jù)所述電壓參數(shù)通過PWM調(diào)制或最近電平逼近的方式確定所述指令中的所述時(shí)刻信息；所述電壓參數(shù)為閥基電子設(shè)備所控制的閥單元的輸出電壓值或這些閥單元的輸出電壓值與輸電系統(tǒng)直流電壓的比值。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述功率開關(guān)為IGBT；所述切換狀態(tài)的操作包括正電平輸出、零電平輸出或旁路保護(hù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種直流輸電的控制系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：

一種直流輸電的控制系統(tǒng)，包括：閥基電子設(shè)備，用于發(fā)送控制閥單元內(nèi)的功率開關(guān)的切換狀態(tài)的指令；所述指令中包含執(zhí)行所述指令的時(shí)刻信息；閥單元，用于接收所述指令，按照所述時(shí)刻信息控制內(nèi)部的功率開關(guān)的切換狀態(tài)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述系統(tǒng)還包括：換流站，用于通過電網(wǎng)的功率參數(shù)確定電壓的調(diào)節(jié)參數(shù)，將所述電壓調(diào)節(jié)參數(shù)發(fā)送至所述閥基電子設(shè)備。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述時(shí)刻信息包括：基于GPS的時(shí)刻或相對(duì)于基準(zhǔn)時(shí)刻的時(shí)間間隔信息；所述基準(zhǔn)時(shí)刻包括：所述指令的接收時(shí)刻、所述指令的結(jié)束時(shí)刻或所接收的下一條指令的接收時(shí)刻。