[實用新型]一種柔性直流輸電系統

有效

• 申請號: 201820585761.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN208285216U
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 辛光明;劉苗;孟超;黃天嘯;王沛然;張碩;劉蓁;王曉斐;張思琪;曹天植;王炳輝;魏笑然;劉蔚;王豐;吳濤;謝歡
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02J3/36
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

本實用新型提供了一種柔性直流輸電系統，所述系統包括啟動站、被啟動站與換流器解鎖控制器；所述啟動站與所述被啟動站通過直流線路連接；所述被啟動站包括被啟動站換流器與電壓互感器，所述換流器解鎖控制器與所述電壓互感器連接，所述換流器解鎖控制器還與所述被啟動站換流器連接；電網側交流電經所述啟動站轉換為直流電，所述電壓互感器采集所述直流電的直流電壓，并將所述直流電壓發送至所述換流器解鎖控制器；所述換流器解鎖控制器根據所述直流電壓，解鎖所述被啟動站換流器。

技術領域

本實用新型涉及直流輸電領域，尤指一種柔性直流輸電系統。

背景技術

目前直流輸電系統大多采用柔性直流輸電技術，柔性直流輸電技術是一種以電壓源變流器、可關斷器件和脈寬調制技術為基礎的新型直流輸電技術。與傳統基于晶閘管的電流源型直流輸電技術相比，柔性直流輸電技術具有可控性高、設計施工方便環保、占地小及換流站間無需通信等優點，在可再生能源并網、分布式發電并網、孤島供電、城市電網供電等方面具有明顯的優勢。因此，柔性直流輸電近年來得到了快速發展。

柔性直流輸電系統中，若一端換流站與交流電網聯網運行，命名為啟動站，另一端換流站孤島運行，命名為被啟動站；換流站啟動時，需要啟動站換流站通過直流線路帶被啟動站換流站一起啟動，即啟動站換流站啟動的同時向被啟動站換流站充電，待直流電壓上升至較高水平后解鎖換流站，直流電壓上升至額定值。

柔性直流輸電系統通常采用模塊化多電平(MMC)型換流器，MMC型的橋臂支路是由眾多的MMC子模塊串聯構成的，回路中串聯了大量的電容器。在換流器預充電后，直流電壓將上升至額定直流電壓的70～80％，解鎖后換流器將把各子模塊電容電壓抬升至運行值附近，同時以直流電壓的額定值為控制目標，直流電壓將迅速抬升至額定值。

被啟動MMC型換流器解鎖前，所有MMC子模塊電容均投入充電回路中；被啟動MMC型換流器解鎖后，按照MMC型換流器的設計原理，50％MMC子模塊投入充電回路，50％MMC子模塊處于旁路狀態，即解鎖后施加在每個MMC子模塊電容器兩端的電壓瞬間升至解鎖前的2倍。電容兩端電壓在短時間突然增高后會導致充電電流急劇上升，即di＝du/dt。因此，在換流器解鎖過程中，會產生較大的沖擊電流，給設備安全及電網運行帶來威脅。

如圖1所示為現有技術中解鎖被啟動站換流器時充電電流、直流電壓與換流器子模塊電壓的仿真圖，從仿真圖上可以看到，在被啟動換流站換流器解鎖后，由于換流器子模塊投入數量減少，直流電壓瞬間由370kV拉低到190kV，充電電流達到1kA，換流器子模塊電壓上升，整個過程持續約80ms，最終換流器子模塊電容電壓由0.8kV 上升至1.6kV左右。由此可以看出，在被啟動站換流器解鎖過程中，會產生較大的沖擊電流，即充電電流，給設備安全及電網運行帶來威脅。

現在的直流輸電系統啟動過程，對啟動站的充電電流通過控制策略進行了限制，卻沒有針對被啟動站換流器充電電流的控制策略。因此，避免直流輸電系統中被啟動站在換流器過程中產生過大的沖擊電流、保證設備安全、減少設備損耗，成為目前直流輸電系統使用過程中亟待解決的問題。

實用新型內容

為了解決現有技術中，柔性直流輸電系統中被啟動站換流器解鎖時，產生的沖擊電流過大，而使設備存在安全隱患及電網運行受影響等問題，本實用新型實施例提供一種柔性直流輸電系統，所述系統包括啟動站、被啟動站與換流器解鎖控制器；

所述啟動站與所述被啟動站通過直流線路連接；

所述被啟動站包括被啟動站換流器與電壓互感器，所述換流器解鎖控制器與所述電壓互感器連接，所述換流器解鎖控制器還與所述被啟動站換流器連接；

電網側交流電經所述啟動站轉換為直流電，所述電壓互感器采集所述直流電的直流電壓，并將所述直流電壓發送至所述換流器解鎖控制器；

所述換流器解鎖控制器根據所述直流電壓，解鎖所述被啟動站換流器。