[發明專利]一種高壓直流三極輸電系統調制極電壓電流極性控制方法

無效

• 申請號: 201410261514.2
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104022523A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 馬為民;鮑偉;張宗鑫;崔勇;張濤;石巖
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;北京網聯直流工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及高壓直流三極輸電技術，尤其是涉及一種高壓直流三極輸電系統調制極電壓電流極性控制方法。

背景技術

隨著我國電力需求的高速增長和土地資源的縮減，人們開始關注對現有的交流輸電線路進行改造來實現輸電容量的提高。而高壓直流三極輸電技術(Tri-pole?HVDC)不僅可以充分的利用現有交流線路提高輸電容量，而且其控制也更加快速、可靠。

高壓直流三極輸電技術是利用直流電流的調制控制，把交流輸電線路轉換為三極直流輸電方式的技術。高壓直流三極輸電系統電路結構如圖1所示。原交流輸電線路的三相線路分別作為高壓直流三極輸電的正極、負極和調制極。其中，正、負極與常規兩端式高壓直流輸電的正、負極完全相同，其工作原理均為12脈動換流器將交流電轉變為直流電，通過直流極線輸送到對側12脈動換流器，將直流電逆變為交流電，送入受端交流系統。因此正、負極線及其對應的12脈動換流器、換流變壓器、無功補償設備以及控制保護系統已有十分成熟的設備制造和運行維護經驗，不存在技術難題。調制極的電路結構與正負極的主要差別在于換流器具有雙向性，而常規12脈動換流器僅具備單向導電的特性，因此，需要安裝反向并聯的12脈動換流器，整流側為12脈動換流器C1和C2反向并聯，逆變側為12脈動換流器C3和C4反向并聯。其電路結構如圖2所示，。調制極采用圖2所示的聯接方式的優勢在于，每一組12脈動換流器由兩個獨立的控制保護系統組成，采用完全相同的控制保護策略，因此控制系統的實現比較方便。調制極在正常運行時電壓和電流極性會發生改變，為了防止總潮流的瓦解和交流電壓的瞬變，電壓電流的反轉應有一段過渡時間。本發明專利的目的就是提供一種調制極電壓和電流極性改變的方法，使調制極能夠安全穩定的切換。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高壓直流三極輸電系統調制極電壓電流極性控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種高壓直流三極輸電系統調制極電壓電流極性控制方法，所述高壓直流三極輸電系統包括整流站、直流線路和換流站，所述直流線路包括正極、負極和這調制極，所述正極和負極交替流過大電流和小電流，調制極流過正極和負極電流的差值，調制極電壓電流的極性通過以下方法改變：

穩態運行時，調制極的整流站為定電流控制，逆變站為定電壓控制；當調制極電壓電流極性需改變時，將整流站參考電流從正的額定值按照設定斜率逐漸減小到零，此時將逆變站參考電壓減小到零，保持一定時間后，再將電壓極性反轉同時將電流按照設定斜率逐漸降為負的額定值。

所述大電流為1.37p.u.，小電流為0.37p.u.。

參考電流從正的額定值減小到零或從零降為負的額定值所用的時間為1～2s。

所述過渡時間為1～2s。

調制極電壓電流的極性所經歷的過渡時間大于4s。

通過對調制極整流站和逆變站觸發角的控制實現電壓電流的極性反轉。

與現有技術相比，本發明調制極電流極性的改變不是瞬時的，而是通過一定的斜率逐漸降為零，能安全平穩地實現電壓電流極性的改變，防止系統瓦解和交流電壓瞬變。

附圖說明

圖1為高壓直流三極輸電系統原理圖；

圖2為調制極換流器結構圖；

圖3為高壓直流三極輸電正極電壓電流波形圖；

圖4為高壓直流三極輸電負極電壓電流波形圖；

圖5為高壓直流三極輸電調制極電壓電流波形圖；

圖6為調制極極性改變流程圖；

圖7為調制極過渡過程波形圖。

圖中，C1、C2、C3和C4為12脈動換流器；I1為正極電流，U1為正極電壓，I2為負極電流，U2為負極電壓，I3為調制極電流，U3為調制極電壓。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，高壓直流三極輸電系統主電路圖包括整流站、直流線路、換流站、換流變壓器和平波電抗器。該系統的特點在于：

a)由三條直流線路組成，正極和負極交替流過大電流和小電流，調制極流過正極和負極電流的差值以消除大地回流，大電流為1.37p.u.，小電流為0.37p.u.。對正極和負極整流站采用定電流控制，正極和負極逆變站采用定電壓控制。正極和負極的電壓電流波形如圖3、圖4所示。