[發明專利]一種柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電裝置和方法

有效

• 申請號: 201811122920.5
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109412187B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 郭賢珊;李云豐;章德;龐輝;賀之淵;馬巍巍;別曉玉
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網湖南省電力有限公司經濟技術研究院;全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電方法，所述柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電裝置，包括：所述啟動充電裝置與換流站線路開關串聯于換流站的直流側，用于限制孤島換流站通過直流側進行充電過程中的沖擊電流；

所述啟動充電裝置的主電路包括并聯的啟動電阻和旁路開關；

其特征在于，所述方法包括：

斷開線路開關和啟動充電裝置的旁路開關；

根據接收的啟動充電命令，保持旁路開關斷開狀態，同時閉合線路開關進行不可控充電，并基于充電電流和接入點的直流電壓值，確定是否結束不可控充電；

當結束不可控充電后進入可控主動充電，并基于充電電流和接入點的直流電壓值，確定是否結束可控主動充電；

結束可控主動充電后，旁路開關閉合；

所述基于充電電流和接入點的直流電壓值，確定是否結束不可控充電，包括：

檢測換流站三相橋臂子模塊的電容電壓，計算得到每相上下橋臂子模塊的電容電壓之和；

當所述接入點的直流電壓值不小于設定的最低電壓閾值時，判斷所述每相上下橋臂子模塊電容電壓之和是否達到第一設定閾值，未達到則繼續不可控充電，否則結束不可控充電，并給出不可控充電結束的信號標識；

當所述接入點的直流電壓值小于設定的最低電壓閾值時，檢測設定時間尺度內的充電電流大小是否小于設定的最低電流閾值，是則結束不可控充電，并給出不可控充電結束的信號標識，否則繼續不可控充電；

所述基于充電電流和接入點的直流電壓值，確定是否結束可控主動充電，包括：

檢測換流站三相橋臂所有子模塊電容電壓；

當所述接入點的直流電壓值不小于設定的最低電壓閾值時，判斷所述所有子模塊電容電壓是否達到第二設定閾值，未達到則繼續可控主動充電，否則結束可控主動充電，并給出可控主動充電結束的信號標識；

當所述接入點的直流電壓值小于設定的最低電壓閾值時，檢測設定時間尺度內的充電電流大小是否小于設定的最低電流閾值，是則結束可控主動充電，并給出可控主動充電結束的信號標識，否則繼續可控主動充電。

2.根據權利要求1所述的柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電方法，其特征在于，所述檢測換流站三相橋臂子模塊的電容電壓，計算得到每相上下橋臂子模塊的電容電壓之和之前，還包括：

檢測換流站所有三相橋臂子模塊取能電源上電是否成功，不成功則繼續不可控充電。

3.根據權利要求1所述的柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電方法，其特征在于，

所述不可控充電為：充電電流經啟動電阻進入三相橋臂對子模塊進行充電，直至每相子模塊電容電壓之和達到第一設定閾值。

4.根據權利要求1所述的柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電方法，其特征在于，

所述可控主動充電為：所述換流站檢測橋臂電流的方向，每個橋臂確定設定個數的子模塊投入充電，直至所有子模塊電容電壓達到第二設定閾值。

5.一種柔性直流輸電系統孤島換流站啟動充電系統，其特征在于，包括：

主控模塊，用于檢測接入點的直流電壓值以及控制啟動和結束充電過程；

不可控充電模塊，用于控制換流站的不可控充電過程；

可控主動充電模塊，用于控制換流站的可控主動充電過程；

所述主控模塊包括：啟動單元、結束單元和直流電壓判斷單元；

啟動單元，用于接收系統發出的啟動充電命令，閉合直流線路開關，向不可控充電模塊發送命令啟動不可控充電；

結束單元，用于檢測并接收可控充電模塊輸出的結束可控充電命令，閉合旁路開關，給出充電結束標識信號；

直流電壓判斷單元，用于檢測并判斷接入點的直流電壓值是否不小于設定的最低電壓閾值，是則輸出電容電壓檢測標識，否則輸出電流檢測標識；

所述不可控充電模塊包括：取能判斷單元、計算單元、第一判斷單元、第二判斷單元和第一控制單元；

取能判斷單元，用于檢測并判斷換流站所有三相橋臂子模塊取能電源上電是否成功，是則輸出檢測計算標識，否則輸出繼續不可控充電標識；

計算單元，基于取能判斷單元輸出的檢測計算標識，檢測每相橋臂子模塊的電容電壓，并計算輸出每相上下橋臂子模塊的電容電壓之和；

第一判斷單元，基于直流電壓判斷單元的電容電壓檢測標識和計算單元的輸出結果，判斷每相上下橋臂子模塊電容電壓之和是否達到第一設定閾值，達到則輸出結束不可控充電的信號標識，否則輸出繼續不可控充電標識；

第二判斷單元，基于直流電壓判斷單元的電流檢測標識，檢測并判斷設定時間尺度內的充電電流大小是否小于設定的最低電流閾值，是則輸出結束不可控充電的信號標識，否則輸出繼續不可控充電標識；

第一控制單元，用于根據第一判斷單元和第二判斷單元的輸出結果，控制繼續或結束不可控充電；

所述可控主動充電模塊包括：檢測單元、第三判斷單元、第四判斷單元和第二控制單元；

檢測單元，用于檢測并輸出換流站所有橋臂子模塊的電容電壓；

第三判斷單元，基于直流電壓判斷單元的電容電壓檢測標識和檢測單元的輸出，判斷所有子模塊電容電壓是否達到第二設定閾值，達到則輸出結束可控主動充電的信號標識，否則輸出繼續可控主動充電標識；

第四判斷單元，基于直流電壓判斷單元的電流檢測標識，判斷設定時間尺度內的充電電流大小是否小于設定的最低電流閾值，是則輸出結束可控主動充電的信號標識，否則輸出繼續可控主動充電標識；

第二控制單元，用于根據第三判斷單元和第四判斷單元的輸出結果，控制繼續或結束可控主動充電。