一种混合型直流输电系统的停运控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合型直流输电系统的停运控制方法，包括：(1)将直流电流降低至设定值；(2)将换流变压器的分接头逐步调节至最大变比位置；(3)将逆变换流站与受端交流电网之间的无功功率调节至0并降低直流电压；(4)将直流电流从设定值逐渐减小至0，进而将晶闸管换流器的触发角增大至120°；(5)对晶闸管换流器和MMC进行闭锁，依次断开直流隔离开关、交流断路器和三相旁路开关；(6)将MMC中各子模块的电容电压快速泄放至Ucs后再自行卸放至0。本发明能够保证停运过程平稳、快速，避免过电压或过电流的发生，此外在MMC电容放电环节通过再利用启动限流电阻的方式，省去了额外的断路器和放电电阻，节省了投资成本。
【专利说明】一种混合型直流输电系统的停运控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于直流输电系统控制【技术领域】，具体涉及一种混合型直流输电系统的停运控制方法。
【背景技术】
[0002]整流站采用LCC (电网换相换流器)，逆变站采用由HBSM (半桥子模块)和FBSM (全桥子模块)混合级联构成的混杂式MMC (模块化多电平换流器)的LCC-MMC混合型直流输电系统，整合了 LCC和MMC两者的优势，不仅降低了系统造价和运行损耗，能够实现对无源孤岛供电，还有效避免了逆变站换相失败风险，拥有直流故障自清除能力，十分契合我国远距离大容量架空线路输电要求。
[0003]停运是任何一种直流输电技术都需要面临的关键性问题，停运过程要尽量避免出现不必要的过电压或过电流现象。赵婉君在专著《高压直流输电工程技术》中指出了LCC-HVDC(基于LCC的高压直流输电系统)具体的停运时序和控制方式；周月宾等人在标题为模块化多电平换流器型直流输电系统的启停控制(电网技术，2012，36(3) =204-209)的文献中提出了 MMC-HVDC (基于MMC的高压直流输电系统)的停运控制方法，需要在直流侧添加额外的断路器和放电电阻，实现电容快速放电。
[0004]LCC-MMC混合型直流输电系统是LCC和MMC两者的有机结合，因而在停运控制方面需要综合两者的特性。目前国内外的研究，关于LCC-MMC混合型直流输电系统的停运控制鲜有详细的分析；有人提出引入额外断路器和放电电阻的停运方法，但这种方法将引起额外的设备资本投入，不经济。
【发明内容】
[0005]针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种混合型直流输电系统的停运控制方法，能够保证停运过程平稳、可靠、快速，避免过电压或过电流的发生；此外，本发明在MMC电容放电环节通过再利用启动限流电阻的方式，省去了额外的断路器和放电电阻，节省了投资成本。
[0006]一种混合型直流输电系统的停运控制方法，所述的混合型直流输电系统包括通过直流输电线路连接的整流换流站和逆变换流站，整流换流站采用晶闸管换流器，逆变换流站采用MMC ;所述的MMC每个桥臂均由多个子模块级联构成并串接有桥臂电抗器，多个子模块包括η个HBSM和m个FBSM，子模块的驱动电路板由子模块的电容电压供电，η和m均为大于O的自然数；
[0007]所述的晶闸管换流器采用定直流电流控制，其交流侧依次通过换流变压器T1和交流断路器Saca与送端交流电网连接，直流侧正极通过直流隔离开关Sdcl与直流输电线路的一端相连，直流侧负极接地；
[0008]所述的MMC采用定无功功率和定直流电压控制，其交流侧依次通过限流装置、换流变压器T2和交流断路器Sac;2与受端交流电网连接，直流侧正极通过直流隔离开关Sdc2与直流输电线路的另一端相连，直流侧负极接地；
[0009]所述的限流装置包括三相限流电阻以及分别与三相限流电阻并联的三相旁路开关。
[0010]所述的停运控制方法，包括如下步骤:
[0011](I)开始停运后，先将直流输电线路的直流电流降低至设定值Idra ；
[0012](2)将换流变压器T2的分接头逐步调节至最大变比位置；
[0013](3)将逆变换流站与受端交流电网之间的无功功率调节至0，并降低直流输电线路的直流电压；
[0014](4)通过调节晶闸管换流器的定直流电流控制器，将所述的直流电流从设定值Idra逐渐减小至0，进而将晶闸管换流器的触发角增大至120° ；
[0015](5)对晶闸管换流器和MMC进行闭锁，然后先断开直流隔离开关Sdel和Sde2，再断开交流断路器Sacl和sac;2，最后断开三相旁路开关；
[0016](6)将MMC中各子模块的电容电压泄放至Ues，Ues为子模块驱动电路板启动时对应的子模块电容电压；之后，各子模块的电容电压将自行泄放，从U。,降低至0，停运过程结束。
[0017]所述的步骤(1)中将直流电流降低至设定值Idra的方法为:通过调节晶闸管换流器的定直流电流控制器，将直流电流从额定值Id。。逐渐减小至设定值Idc;z，Idcz和Id。。满足如下关系式:
[0018] Dnidco
[0019]其中，η为电流比例系数。
[0020]所述的步骤(3)的具体实现方法为:首先，将MMC的定无功功率控制器的无功功率指令值调整为0，使MMC与受端交流电网之间不发生无功交换；然后，将MMC的定直流电压控制器的直流电压指令值从额定值逐渐减小至设定值Udcz，Udcz满足如下关系式:
【权利要求】
1.一种混合型直流输电系统的停运控制方法，所述的混合型直流输电系统包括通过直流输电线路连接的整流换流站和逆变换流站，整流换流站采用晶闸管换流器，逆变换流站采用MMC ;所述的MMC每个桥臂均由多个子模块级联构成并串接有桥臂电抗器，多个子模块包括η个HBSM和m个FBSM，子模块的驱动电路板由子模块的电容电压供电，η和m均为大于O的自然数； 所述的晶闸管换流器采用定直流电流控制，其交流侧依次通过换流变压器T1和交流断路器Sacl与送端交流电网连接，直流侧正极通过直流隔离开关Sdca与直流输电线路的一端相连，直流侧负极接地； 所述的MMC采用定无功功率和定直流电压控制，其交流侧依次通过限流装置、换流变压器T2和交流断路器Sac;2与受端交流电网连接，直流侧正极通过直流隔离开关Stk2与直流输电线路的另一端相连，直流侧负极接地； 所述的限流装置包括三相限流电阻以及分别与三相限流电阻并联的三相旁路开关； 所述的停运控制方法，包括如下步骤: (1)开始停运后，先将直流输电线路的直流电流降低至设定值Idra; (2)将换流变压器T2的分接头逐步调节至最大变比位置； (3)将逆变换流站与受端交流电网之间的无功功率调节至O，并降低直流输电线路的直流电压； (4)通过调节晶闸管换流器的定直流电流控制器，将所述的直流电流从设定值Idra逐渐减小至O，进而将晶闸管换流器的触发角增大至120° ； (5)对晶闸管换流器和MMC进行闭锁，然后先断开直流隔离开关Sdcl和Sdc;2，再断开交流断路器Sael和Sae2，最后断开三相旁路开关； (6)将MMC中各子模块的电容电压泄放至Ucs，Ucs为子模块驱动电路板启动时对应的子模块电容电压；之后，各子模块的电容电压将自行泄放，从U。，降低至0，停运过程结束。
2.根据权利要求1所述的停运控制方法，其特征在于:所述的步骤(I)中将直流电流降低至设定值Idra的方法为:通过调节晶闸管换流器的定直流电流控制器，将直流电流从额定值Id。。逐渐减小至设定值Idra，Idcz和Id。。满足如下关系式:
Idcz ^ ^ Idco 其中，Η为电流比例系数。
3.根据权利要求1所述的停运控制方法，其特征在于:所述的步骤(3)的具体实现方法为:首先，将MMC的定无功功率控制器的无功功率指令值调整为0，使MMC与受端交流电网之间不发生无功交换；然后，将MMC的定直流电压控制器的直流电压指令值从额定值逐渐减小至设定值Udcz, Udcz满足如下关系式:
—2 哉ic2 Udcz勹
3τ
max 其中，Uac2为换流变压器T2副边的额定线电压有效值，τ max为换流变压器T2的最大变比。
4.根据权利要求1所述的停运控制方法，其特征在于:所述的步骤￠)中将MMC各子模块的电容电压泄放至Ucs的具体实现方法如下:. 6.1将MMC所有上桥臂的子模块从闭锁状态切换至旁通状态； . 6.2对于任一相上桥臂,对该上桥臂的所有子模块进行分组；对于该上桥臂的任一组子模块，将该组子模块从旁通状态切换为投入状态，组内的子模块电容将通过三相限流电阻耗能，从而降低其电容电压，待子模块电容电压减小至^时，将子模块从投入状态切换为旁通状态，逐次遍历该上桥臂的各组子模块； . 6.3根据步骤6.2逐次遍历各相上桥臂，待所有上桥臂的子模块电容电压均减小至Ucs后，将所有上桥臂的子模块从旁通状态切换至闭锁状态； . 6.4将MMC所有下桥臂的子模块从闭锁状态切换至旁通状态，并根据步骤6.2~6.3进行同样操作。
5.根据权利要求4所述的停运控制方法，其特征在于:所述的步骤6.2中对上桥臂所有子模块进行分组的方法为:将上桥臂所有子模块分成若干组，除最后一组外其余各组中的子模块个数均为k，且k满足如下关系式:
其中，floor []为小于[]中变量的最大正整数，Udra满足如下关系式:
Uac2为换流变压器T2副边的额定线电压有效值，τ max为换流变压器T2的最大变比。
【文档编号】H02J3/36GK104201709SQ201410404154
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】徐政, 许烽, 张哲任 申请人:浙江大学