[發明專利]一種三極直流輸電協調控制方法

有效

• 申請號: 201310374831.0
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104426159A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 胡銘;邵震霞;焦鑫艷;沈剛;張翔;黃志嶺
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于直流輸電領域，特別涉及一種三極直流輸電協調控制方法。

背景技術

隨著我國經濟持續高速發展，電力供需矛盾日益突出，一方面電力負荷的增長超出了原有交流輸電線路的傳輸能力，而受土地資源限制，很難獲得新的輸電走廊；另一方面，傳統交流輸電受絕緣、交流電網特性限制，線路輸送功率很少達到導線所能承受的最大熱功率，因此需要采用新技術進一步挖掘現有線路的輸電潛力。

與交流輸電相比較，采用直流輸電，線路電流可以達到導線所能承受的最大熱極限，而且線路造價更低、損耗更小。當直流線路節約的成本足以抵消新建換流站增加的成本時，采用直流輸電經濟效益明顯。此外直流輸電還具有功率控制方便、運行可靠、可以實現交流系統異步連接、不增加系統短路電流、可以提高交流系統安全性等優勢。

三極直流輸電技術是由Barthold?L?O在2004年提出的一種采用直流電流調制，將交流輸電線路轉化為三極直流輸電線路的技術。可配合圖1所示，是一個典型的三極直流輸電系統主回路圖，其中，極1、極2是常規的直流雙極輸電系統，其電壓極性和電流方向恒定不變，極3是具有雙向導通能力的單極直流輸電系統，其電壓極性和電流方向都可以快速改變。

在對交流線路改造成直流輸電線路的各種轉換方案中，由于三極直流輸電方案可以充分利用原有的交流三相線路，因此相對于雙極和單極直流輸電改造方案，三極直流輸電方案在提高輸電能力、經濟成本和可靠性等方面上具有優勢。

目前利用三極直流輸電技術將交流線路改造成直流輸電線路還處在研究階段，尚無工程應用實例。

由于三極直流輸電系統采用三個極進行輸電，極3具有雙向導通能力，其電壓極性和電流方向都可以快速改變，與常規直流控制有較大區別，因此需要在常規直流控制基礎上對三極直流輸電系統三個極功率/電流協調控制策略進行優化，保證整個直流系統穩定運行，滿足交流線路改造成直流輸電線路的需要。

正是基于此種考慮，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種三極直流輸電協調控制方法，其可實現三極直流各極功率/電流的協調控制，保證三極直流系統穩定運行，滿足交流線路改造成直流輸電線路的需要。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種三極直流輸電協調控制方法，實現對三極直流輸電系統的控制，所述三極直流輸電系統包括三個極，其中，第一極和第二極構成直流雙極輸電系統，電壓極性和電流方向恒定不變，第三極采用具有雙向導通能力的單極直流輸電系統，電壓極性和電流方向都能夠改變；所述控制方法的內容是：三極直流輸電系統采用三極控制、極控制兩級進行控制，三極控制協調各極功率/電流的分配，生成各極功率/電流指令，極控制接受三極控制發出的功率/電流等指令，實現各極功率/電流的精確控制；三極控制包括三極電流調制控制和三極功率控制兩種控制模式，三極電流調制控制模式下，三極控制通過對三個極的電流指令進行調制，使流過接地極的電流保持平衡；三極功率控制模式下，三極直流總功率保持恒定，各極直流功率按各極直流電壓絕對值大小進行分配。

上述控制方法包括如下步驟：

（1）選擇三極控制模式，選擇三極電流調制控制模式則轉步驟（2），選擇三極功率控制模式則轉步驟（3）；

（2）控制第一極和第二極的直流電壓極性和直流電流方向恒定不變，電流定值在最大值和最小值之間周期性調制；第三極的直流電壓極性和直流電流方向快速改變，電流定值取第一、二極的電流定值之差，直流電壓跟隨直流電流方向變化呈現周期性的反轉，通過改變兩極電流定值最大值和最小值的比值大小，實現對三極直流傳輸功率的控制，保證流過接地極的電流保持平衡；

（3）在三極功率控制模式下，三極直流總功率保持恒定，各極直流功率按各極直流電壓絕對值大小進行分配，各極直流電壓極性和直流電流方向保持恒定不變，各極直流電流定值由各極功率定值和直流電壓決定。

上述步驟（3）中，在三極功率控制模式下，如果將三極直流輸電系統中的任何一極切換為單極功率控制，則該極的傳輸功率由處于三極功率控制狀態的兩個極來維持，其功率參考值等于三極功率參考值和單極功率控制極實際傳輸功率的差值。

上述步驟（3）中，在三極功率控制模式下，所述三極直流輸電系統中的任何一極輸電能力下降而導致實際系統傳輸功率減少時，將控制增大另外兩個極的功率，使直流傳輸功率的值向著三極功率控制設定的參考值增加。