[發明專利]一種高中壓側均出直流線路的混合直流輸電及均流控制方法

有效

• 申請號: 201810993139.9
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109066760B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 高丙團;楊志超;胡正陽
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種高中壓側均出直流線路的混合直流輸電及均流控制方法，包括以下步驟：S1：基于直流柔性化改造以及400kV和800kV海底電纜并列運行特點，建立高中壓側均出直流線路的混合直流輸電系統拓撲；S2：在所述混合直流輸電系統拓撲基礎上，考慮包括換流器的通流能力、直流功率指令的約束條件，建立海底電纜功率損耗模型；S3：對所述海底電纜功率損耗模型進行優化計算，獲得通過400kV和800kV海底電纜的最優電流值，并根據最優電流值計算高、低端換流器的直流電流指令，進而實現均流控制。本發明一方面糅合常規換流器和柔性換流器的優點，另一方面保證整流側高低端換流器的電流協調控制，實現該拓撲的可靠運行。

技術領域

本發明涉及輸配電技術領域，尤其涉及一種高中壓側均出直流線路的混合直流輸電及均流控制方法。

背景技術

根據全球能源互聯網研究院有限公司劉振亞主席提出的概念，全球電網互聯將分三步完成：洲內電網互聯、跨洲電網互聯、全球電網互聯。隨著高壓直流技術的發展和各國電力需求的增加，一系列前驅工程已經開始規劃實施。目前，受制于直流海纜最高電壓等級，跨國互聯工程的直流電壓等級不宜超過500kV。基于某跨國工程的規劃方案，近期規劃400kV國內換流站，通過400kV海底電纜將中國(送端LCC換流站)的電能輸送至國外(受端MMC換流站)；遠期工程將在近期400kV直流工程的基礎上，將直流電壓提升至800kV以實現更多電能的輸送。為避免線路浪費，遠期工程將保留400kV海底電纜，因而構成了高中壓側均出直流線路的混合直流輸電。

這種混合直流輸電拓撲不僅保留了常規換流器和柔性換流器的優點，同時還支持兩種電壓等級(400kV和800kV)的輸出。不同于傳統的雙12脈動換流器的控制方式，該拓撲的高低端12脈動換流器連接不同直流線路，需要對高低端換流器分別配置相應的直流電流控制器。由于兩種電壓等級海纜的電阻值不同，800kV海底電纜阻值較小，因而考慮800kV海底電纜流過更多的直流電流，但受到換流器通流能力和功率限制，800kV海底電纜的直流電流不能無限制增大。因此，如何有效配置400kV和800kV海底電纜的直流電流對該拓撲的穩定運行至關重要。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種高中壓側均出直流線路的混合直流輸電及均流控制方法，一方面糅合常規換流器和柔性換流器的優點，另一方面保證整流側高低端換流器的電流協調控制，實現該拓撲的可靠運行。

技術方案：本發明所述的高中壓側均出直流線路的混合直流輸電及均流控制方法包括以下步驟：

S1：基于直流柔性化改造思想以及400kV和800kV海底電纜并列運行特點，建立高中壓側均出直流線路的混合直流輸電系統拓撲；

S2：在所述混合直流輸電系統拓撲基礎上，考慮包括換流器的通流能力、直流功率指令的約束條件，建立海底電纜功率損耗模型；

S3：對所述海底電纜功率損耗模型進行優化計算，獲得通過400kV和800kV海底電纜的最優電流值，并根據最優電流值計算高、低端換流器的直流電流指令，進而實現均流控制。

進一步的，步驟S1中建立的所述混合直流輸電系統拓撲包括位于整流側的多個LCC換流器、位于逆變側的多個MMC換流器以及多條400kV海底電纜和800kV海底電纜，所述LCC換流器中的高端換流器通過800kV海底電纜與MMC換流器連接，低端換流器通過400kV海底電纜與MMC換流器連接。具體的，所述整流側包括4個雙12脈動LCC換流器，采用定直流電流控制；所述逆變側包括4個半橋式子模塊集成的MMC換流器，采用定直流電壓與定交流電壓控制模式，或者采用定直流電壓與定無功功率控制模式。

進一步的，步驟S2中建立的海底電纜功率損耗模型具體為：