一种混合直流输电系统、控制方法及潮流反转控制方法_3

文档序号:8529879阅读:来源:国知局
I,S4既可以安装在平波电抗器与换流器之间,也可以安装在直流线路与平波电抗器之间,而开关元件S2、S3也需与之对应。电压源换流器通过一台接线方式为YO/△的双绕组变压器与收端交流电网S2连接,在正负两极变压器一次侧则分别装设有交流断路器Sc,电压源换流器采用定直流电压和定无功功率控制策略控制。
[0044]在正向输送功率工作时,整流侧晶闸管换流器通过控制晶闸管触发角的大小来调整直流功率的大小,同时通过控制换流变压器的档位,使得触发角在一定范围,通过整流换流站将三相交流电转变为直流电;同时开关元件SI与S4处于合位,SI与S4可能为隔离刀闸,也可能为直流断路器,也可能为直流断路器与隔离刀闸的组合。直流电能在逆变侧电压源换流器的作用下将转化为三相交流电能并注入收端交流系统,其能够实现有功无功解耦控制,灵活控制输入到交流电网的有功功率以及无功功率。
[0045]在功率传输过程中,分别连接于交流电网Gl与交流电网G2的两个晶闸管换流器单元,若其中一个发生故障,则其可以通过立即移相闭锁,同时闭合其并联旁路开关元件实现在线退出,而不影响另一正常运行的晶闸管换流器单元,继续维持功率传输。例如图3中连接于交流电网Gl的晶闸管换流器发生故障,保护动作后可以在线合上旁通开关Syl,同时闭锁退出连接于交流电网Gl的晶闸管换流器,而连接于交流电网G2的晶闸管换流器单元可以继续维持运行,相应的,若连接于交流电网G2的晶闸管换流器发生故障,保护动作后可以在线合上旁通开关Sy2,同时闭锁退出连接于交流电网G2的晶闸管换流器,而连接于交流电网Gl的晶闸管换流器单元可以继续维持运行。此时逆变站的电压源换流器保持运行模式不变,或者进入降压运行模式,整个系统可以继续运行。
[0046]实施例2:
[0047]如图3所示,相串联的第一组晶闸管换流器单元与第二组晶闸管换流器单元分别连接于交流电网G1,交流电网G2 ;当逆变站电压源型换流器出现故障退出运行,而交流电网Gl有过剩功率,同时交流电网G2存在功率缺额,此时可以通过闭合第一开关元件SI,闭合第二开关元件S2,断开第三开关元件S3,断开第四开关元件S4形成第一电流通路,功率实现由交流电网Gl向交流电网G2传输;此时第一组晶闸管换流器单元为整流单元;第二组晶闸管换流器单元为逆变单元,有功功率从第一组晶闸管换流器单元所连交流电网Gl经由所述第一组晶闸管换流器单元,第一开关元件SI,第二开关元件S2和所述第二组晶闸管换流器单元传输至第二组晶闸管换流器单元所连的交流电网G2 ;也可以通过断开第一开关元件SI,断开第二开关元件S2,闭合第三开关元件S3,闭合第四开关元件S4形成第二电流通路,此时有功功率从第一组晶闸管换流器单元所连交流电网Gl经由所述第一组晶闸管换流器单元,第三开关元件S3,第四开关元件S4和所述第二组晶闸管换流器单元传输至第二组晶闸管换流器单元所连的交流电网G2
[0048]相反,如果功率需由交流电网G2向交流电网Gl传输,则此时第一组晶闸管换流器单元为逆变单元,第二组晶闸管换流器单元为整流单元;有功功率经由第一电流通路即从第二组晶闸管换流器单元所连交流电网G2经由所述第二组晶闸管换流器单元,第一开关元件SI,第二开关元件S2和所述第一组晶闸管换流器单元传输至所述第一组晶闸管换流器单元所连交流电网G1。也可以经由第二电流通路;此时有功功率从所述第二组晶闸管换流器单元所连交流电网G2经由所述第二组晶闸管换流器单元,第三开关元件S3,第四开关元件S4和所述第一组晶闸管换流器单元传输至所述第一组晶闸管换流器单元所连交流电网Gl0
[0049]通过采用上述拓扑结构,在高压直流传输系统一端换流站发生故障的情况下,可以重复利用换流器来构建新的直流传输系统,实现有功功率仍可在两个交流电网之间传输。在功率短缺情况下,可以提高整个电网的安全。而图1所示的拓扑结构则不能构建新的直流传输系统,从而不能实现功率支援。
[0050]实施例3
[0051]本混合直流输电系统控制方法,包括以下步骤:
[0052]根据运行需要,操作第一开关元件SI,第二开关元件S2第三开关元件S3,第四开关元件(S4),形成由所述第一组晶闸管换流器单元和第二组晶闸管换流器单元所组成的第一输电系统,并且形成由所述电压源型换流器和至少一组晶闸管换流器单元所组成的第二输电系统;
[0053]第一组晶闸管换流器单元与第二组晶闸管换流器单元连接于不同交流电网;所述第一开关元件SI闭合与第二开关元件S2闭合,第三开关元件S3断开与第四开关元件S4断开形成第一电流通路;或者第一开关元件SI断开与第二开关元件S2断开,第三开关元件S3闭合与第四开关元件S4闭合形成第二电流通路;
[0054]所述第一组晶闸管换流器单元为整流单元或者逆变单元;
[0055]所述第二组晶闸管换流器单元为逆变单元或者整流单元;并且
[0056]有功功率从所述第一组晶闸管换流器单元所连交流电网经由所述第一组晶闸管换流器单元和所述第二组晶闸管换流器单元传输至所述第二组晶闸管换流器单元所连交流电网;或者有功功率从所述第二组晶闸管换流器单元所连交流电网经由所述第二组晶闸管换流器单元和所述第一组晶闸管换流器单元传输至所述第一组晶闸管换流器单元所连交流电网。
[0057]实施例4
[0058]本混合直流输电系统潮流反转控制方法,包括以下步骤:
[0059]步骤一:降低直流系统的直流功率;
[0060]步骤二:将直流系统的直流电流降至零;
[0061]步骤三:断开正负两端直流线路上的第一开关元件SI,第四开关元件S4,同时闭合并联交叉接线到对端直流线路上的第二开关元件S2,第三开关元件S3,或者断开并联交叉接线到对端直流线路上的第二开关元件S2,第三开关元件S3,同时闭合正负两端直流线路上的第一开关元件SI,第四开关元S4,反转直流系统的直流电压极性;
[0062]步骤四:电压源型换流器为整流单元/逆变单元,第一组换流器单元构成逆变单元/整流单元;或者第二组换流器单元构成逆变单元/整流单元;或者第一组换流器单元与第二组换流器单元共同构成逆变单元/整流单元。
[0063]作为优选方案,在直流电压极性反转前需断开电压源型换流器所连变压器一次侧交流断路器;或者不需断开电压源型换流器所连变压器一次侧交流断路器。
[0064]随着电网的发展或由于紧急功率控制的需要,系统需由正向输送功率改为反向输送功率,本实施例中潮流反转过程进一步的优选方案包括如下步骤:
[0065](I)获取自动潮流反转启动信号;
[0066](2)以一定速率降低直流功率,直至直流电流降至最小电流;
[0067](3)在直流电流降至最小电流时,停运直流;
[0068](4)在直流停运后,将电压源型换流器所连变压器一次侧的交流断路器Sc断开,在交流断路器Sc断开后,断开正负两端直流线路上的开关元件SI,S4,在开关元件SI,S4均断开后,等待O?60分钟,合上开关元件S2,S3,最
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