[發明專利]一種混合直流輸電系統控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201610135189.4
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105762824B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 趙文強;汪楠楠;王永平;魯江;柏傳軍;盧宇
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于直流輸電領域，涉及一種應用在至少一端為模塊化多電平換流器組成的直流輸電系統中的控制方法及裝置，特別涉及一種混合直流輸電系統控制方法及裝置。

背景技術

高壓直流輸電技術可分為兩類：基于晶閘管的電流源型直流輸電技術（LCC-HVDC）、基于全控型電力電子器件的柔性直流輸電技術（VSC-HVDC）。LCC-HVDC成本低，損耗小，運行技術成熟，目前，世界上正在運行的直流輸電系統大部分都是LCC-HVDC 系統，但電流源型直流輸電系統（LCC-HVDC）存在逆變側易換相失敗，對交流系統的依賴性強，吸收大量無功，換流站占地面積大等缺點。而新一代VSC-HVDC能夠實現有功功率與無功功率解耦控制、無需無功功率補償結構緊湊占地面積小、不存在換相失敗故障等優點，但目前也存在成本較高，損耗偏大等缺陷。因此將LCC-HVDC和VSC-HVDC技術相結合，一端采用LCC換流器、一端采用VSC換流器形成混合直流輸電技術，可以綜合LCC-HVDC技術成熟，成本低廉，損耗小和VSC-HVDC技術的調節性能好，占地面積小和不存在換相失敗故障的優勢，將具有廣闊的工程應用前景。

現有的混合直流輸電系統存在一個問題：當LCC所在的送端交流系統發生故障，尤其是較嚴重的接地故障時，LCC輸出的直流電壓將隨交流電壓下降。而現有的VSC-HVDC技術中，VSC換流器直流側電壓不能根據直流參考電壓直接獨立控制，僅能通過改變電容電壓或子模塊電容電壓來間接控制，此外還受電壓調制比運行范圍的限制，直流電壓不能出現較大幅度的降低。因而，在送端交流系統電壓跌落較多的情況下，將出現LCC整流站最大直流電壓小于VSC逆變站的現象，同時，由于LCC換流器的電流單向導通性，直流電流將快速下降至0，出現功率傳輸中斷。功率傳輸中斷時間幾乎與故障持續時間相同。與換相失敗相比，對所連交流系統產生的影響將會更大。因此需要尋找一種有效的控制方法,來避免此種情況下的功率傳輸中斷。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種混合直流輸電系統控制方法及其控制裝置，能夠有效的控制模塊化多電平換流器輸出的直流電壓和直流電流，有效的避免LCC側交流故障時出現的功率輸送中斷問題。

為了達成上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種混合直流輸電系統控制方法，所述混合直流輸電系統包括用于連接送端交流電網的整流換流站、用于連接受端交流電網的逆變換流站以及用于連接整流換流站和逆變換流站的直流輸電線路，所述整流換流站包括至少一組電流源型換流器單元，所述逆變換流站包括至少一組模塊化多電平換流器單元；其特征在于混合直流輸電系統依據另一端整流站的直流電壓來實時調整模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數及投入子模塊輸出電平的極性；或者依據直流電流或直流功率的大小來實時調整模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數及投入子模塊輸出電平的極性；或者同時依據直流電流的大小和另一端整流站的直流電壓來實時調整模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數及投入子模塊輸出電平的極性。

上述混合直流輸電系統控制方法中：所述另一端整流站的直流電壓是指另一端整流站實測的直流電壓值或者計算出的直流電壓值。

上述混合直流輸電系統控制方法中：所述模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數是指模塊化多電平換流器的每一個相單元中實際投入運行且輸出的電平不為零的所有子模塊的個數。

上述混合直流輸電系統控制方法中：構成模塊化多電平換流器橋臂的子模塊采用具有輸出負電平能力的子模塊。

本發明還提供了一種混合直流輸電系統控制裝置，其特征在于：包括采集單元、判別單元、總控單元，其中：

所述采集單元用于采集混合直流輸電系統的直流電壓、直流電流、模塊化多電平換流器所連接交流電網的交流電流以及模塊化多電平換流器的子模塊電容電壓；

所述判別單元用于依據采集單元所采集的相關模擬量的狀態進而判斷混合直流輸電系統輸送的直流功率或直流電流是否與參考值存在偏差；

所述總控單元依據另一端整流站的直流電壓來實時調整模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數及投入子模塊輸出電平的極性；

或者依據直流電流或直流功率的大小來實時調整模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數及投入子模塊輸出電平的極性；

或者同時依據直流電流的大小和另一端整流站的直流電壓來實時調整模塊化多電平換流器投入子模塊的總個數及投入子模塊輸出電平的極性。

采用上述方案后，本發明的有益效果為：