用于闭锁/解锁串联型mtdc系统中的变流器的控制方法及其控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及串联型多端HVDC系统(即串联型MTDC系统)，尤其涉及一种用于闭锁/解锁串联型MTDC系统中的变流器的控制方法及其控制器。
【背景技术】
[0002]到目前为止，串联型MTDC还没有应用到工程上。过去50年中，只有少数论文研宄了串联型MTDC。大部分论文都只关注于拓扑原理和控制方法。当一个或多个变流器进入/退出时，如何维持MTDC系统正常运行是一个需要解决的大问题。
[0003]本发明提出一种用于闭锁/解锁串联型MTDC系统中的变流器的控制方法及其控制器，能够实现闭锁/解锁变流器的安全可靠的行为。
【发明内容】
[0004]本发明提供了用于闭锁/解锁串联型MTDC系统中的变流器的控制方法及其控制器。
[0005]根据本发明的一方面，提供一种用于闭锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法。该方法包括:除目标变流器外，选择辅助变流器；使这两个变流器的功率下降到零；触发目标变流器的旁通对，依次控制DC侧的开关，并闭锁目标变流器；以及调节MTDC系统到新的平衡。
[0006]根据本发明的一个优选实施例，所述方法还包括在闭锁目标变流器之后退出辅助变流器。
[0007]根据本发明的一个优选实施例，辅助变流器是与目标变流器位于相同的一极，且处于相对位置的变流器。
[0008]根据本发明的一个优选实施例，辅助变流器能够基于它的位置、功率容量、短路容量和电网安全等级和/或经济利益被确定。
[0009]根据本发明的一个优选实施例，辅助变流器靠近接地极；辅助变流器具有与目标变流器相匹配的功率容量；和/或辅助变流器位于具有高短路容量的AC系统中。
[0010]根据本发明的一个优选实施例，辅助变流器的匹配的功率容量应当与目标变流器的功率容量相同，或高于目标变流器的功率容量。
[0011]根据本发明的另一方面，提供一种用于闭锁串联型MTDC系统中的至少两个变流器的控制方法。该方法包括:从目标变流器中选择第一对；使得所选的变流器的功率下降到零；触发第一对中的逆变器的旁通对，依次控制DC侧的开关；闭锁逆变器；触发第一对的整流器的旁通对，依次控制DC侧的开关；闭锁整流器；如果存在下一对，遵照与第一对相同的步骤闭锁下一对。
[0012]根据本发明的一个优选实施例，每对目标变流器都位于同一极；每对均包括整流器和逆变器；每对中的整流器和逆变器的功率容量相匹配。
[0013]根据本发明的一个优选实施例，具有更低电压水平的一对首先退出。
[0014]根据本发明的一个优选实施例，在具有最低的电压水平的变流器退出后，接地电极需要被转移到其他变流器上。
[0015]根据本发明的另一方面，提供一种用于闭锁串联型MTDC系统中的至少两个变流器的控制方法。该方法包括:从目标变流器中选择第一对；使得所选的变流器的功率下降到零，同步触发逆变器和整流器的旁通对，依次控制DC侧的开关；同步闭锁第一对的逆变器和整流器；如果存在下一对，则遵照与第一对相同的步骤闭锁下一对。
[0016]根据本发明的另一方面，提供一种用于紧急闭锁串联型MTDC系统中的目标变流器的控制方法。该方法包括:确定故障点，触发目标变流器的旁通对；调节MTDC系统中的功率平衡，同时，依次控制DC侧的开关；闭锁目标变流器；在MTDC系统建立新的运行平衡。
[0017]根据本发明的一个优选实施例，为了建立新的运行，至少一个变流器的DC电压可以被改变，或至少一个变流器可以退出。
[0018]根据本发明的另一方面，提供一种用于解锁串联型MTDC系统的单个变流器的控制方法。该方法包括:控制AC和DC侧的开关；控制变流器的触发角使其减小到预设的角度；打开被闭锁的变流器的旁路开关；在MTDC系统中建立新的运行平衡。
[0019]根据本发明的另一方面，提供一种用于解锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法。该方法包括:控制AC和DC侧的开关；打开被闭锁的变流器的旁路开关，同时触发在预设角度的触发角；在MTDC系统中建立新的运行平衡。
[0020]根据本发明的另一方面，提供一种用于解锁串联型MTDC系统中的至少两个变流器的控制方法。该方法包括:根据上述两种用于解锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法中的一种方法解锁整流器使其进入MTDC系统；据上述两种用于解锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法中的一种方法解锁逆变器使其进入MTDC系统；在MTDC系统中建立新的运行平衡。
[0021 ] 根据本发明的一个优选实施例，整流器和逆变器可以同步解锁。
[0022]根据本发明的另一方面，提供一种协调控制器。该协调控制器被配置成实现用于闭锁串联型MTDC系统中的变流器和/或解锁串联型MTDC系统中的变流器的至少一个上述方法。
[0023]根据本发明的一个优选实施例，协调控制器包括DC电压同步控制模块，该DC电压同步控制模块被配置成保持目标变流器的两个DC电压互相同步。
[0024]根据本发明的一个优选实施例，协调控制器接收目标变流器的闭锁或解锁反馈，并把信息传送给主控制器。
[0025]本发明的实施例提供了用于闭锁/解锁串联型MTDC的变流器的控制方法，并且实现了用于闭锁/解锁变流器的可靠平滑的操作。
【附图说明】
[0026]下面将参照附图中示出的优选的示例性实施例对本发明的主题进行更详细的解释，其中:
[0027]图1示出了具有4个端的两极串联型MTDC的单线图；
[0028]图2示出了本发明所提出的具有协调控制器的4端MTDC系统的框图；
[0029]图3示出了根据本发明实施例的用于闭锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法；
[0030]图4示出了根据本发明实施例的用于闭锁串联型MTDC系统中的至少两个变流器的控制方法；
[0031]图5示出了根据本发明实施例的用于闭锁串联型MTDC系统中的至少两个变流器的控制方法；
[0032]图6示出了根据本发明实施例的用于紧急闭锁串联型MTDC系统中的目标变流器的控制方法；
[0033]图7示出了根据本发明实施例的用于解锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法；
[0034]图8示出了根据本发明实施例的用于解锁串联型MTDC系统中的单个变流器的另一控制方法；
[0035]图9示出了根据本发明实施例的用于解锁串联型MTDC系统中的至少两个变流器的控制方法。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图描述本发明的示例性实施例。出于清楚且简明的目的，并非实际实现中的全部特征都在说明书中进行描述。
[0037]本发明适用于基于LCC的串联型MTDC系统，在这种系统中多于一个的端串联连接。
[0038]图1示出了具有4个端的两极串联型MTDC的单线图。
[0039]如图1所示，BPSxxx表示旁路开关，Sxxx表示隔离开关，Rxx表示整流变流器/端，Ixx表示逆变变流器/端。实践中，每个变流站通常在DC侧包括4个开关。旁路开关(BPS)并联连接到变流器的DC端口。BPS的一个触点联结DC端口的正极触点，BPS的另一个触点联结DC端口的负极触点。开关(SI)与DC传输线的端口并联连接。SI的一个触点联结到正极DC传输线，SI的另一触点联结到负极DC传输线。开关(S2)连接在变流器的DC端口的正极触点与正极传输线之间。开关(S3)连接在变流器的DC端口的负极触点与负极传输线之间。
[0040]图2示出了本发明所提出的具有协调控制器的4端MTDC系统的框图。
[0041]如图2所示，Rl+被认为是电流设定端(CST)，而其它的是电压设定端(VST)。
[0042]串联型MTDC系统中的变流器的闭锁可以分为正常闭锁和紧急闭锁。正常闭锁的方法用于有计划的退出或者非紧急退出，例如正常维护和在可预测故障时退出。对于正常闭锁来说，它可以被分成闭锁单个变流器和闭锁多个变流器(例如至少两个变流器)。而紧急闭锁的方法在故障发生时才使用，需要某些变流器迅速闭锁。
[0043]图3示出了根据本发明实施例的用于闭锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法。
[0044]如图3所示，用于闭锁串联型MTDC系统中的单个变流器的控制方法300包括:
[0045]步骤302，除了目标变流器之外，选择辅助变流器。即，如果只有一个变流器需要从DC系统中退出，那么一个相应的变流器就会被选为辅助变流器。例如，在逆变器12+是要被退出的变流器的情况下，R2+被选为辅助变流器。12+的触发角最终将会改变为大约90度，并被保持。
[0046]步骤304，使这两个变流器的功率下降到零。例如，协调控制器通过预设的斜减(decreas ing ramp)(例如0.002p.u./ms)控制12+和R2+的参考功率。在闭锁过程中，12+的参考功率应该总是低于R2+的参考功率(这个要求能保持其它端中没有过载)。
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