Mmc-hvdc系统黑启动负荷投入方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网技术领域，特别是涉及一种MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法 和系统。
【背景技术】
[0002] MMC-HVDC系统为模块化多电平换流器型高压直流输电系统，采用可关断的电力电 子器件进行换流，能够自动换相。MMC-HVDC系统可以工作在无源逆变方式，不需要外加的换 相电压。因此，采用MMC-HVDC系统时，受端系统可以是无源网络，克服了传统直流输电系统 的受端系统必须是有源网络的根本缺陷，在电网黑启动阶段初期可加快系统的恢复速度。
[0003] 传统的在电网黑启动过程中进行负荷投入的方法，通常是在MMC-HVDC系统无源 侧交流电压值升至额定值后，将负荷一次性投入。然而，若一次性投入的负荷过大，容易对 交流系统的频率造成较大的冲击，故频率稳定性低。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种频率稳定性高的MMC-HVDC系统黑启动负 荷投入方法和系统。
[0005] -种MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法，包括如下步骤：
[0006] 获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率；
[0007] 获取对所述MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组数和时间间隔；
[0008] 根据所述组数和所述额定传输有功功率，获取每一组负荷投入需要的投入功率；
[0009] 判断所述MMC-HVDC系统的所述无源侧是否满足预设的负荷投入条件；
[0010] 若是，按照所述时间间隔、所述组数和所述投入功率向所述MMC-HVDC系统的所述 无源侧投入负荷，直到所述额定传输有功功率全部投入完毕。
[0011] 一种MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统，包括：
[0012] 功率获取模块，用于获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率；
[0013] 数值接收模块，用于获取对所述MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组 数和时间间隔；
[0014] 数值计算模块，用于根据所述组数和所述额定传输有功功率，获取每一组负荷投 入需要的投入功率；
[0015] 条件判断模块，用于判断所述MMC-HVDC系统的所述无源侧是否满足预设的负荷 投入条件；
[0016] 负荷投入模块，用于在所述MMC-HVDC系统的所述无源侧满足预设的负荷投入条 件时，按照所述时间间隔、所述组数和所述投入功率向所述MMC-HVDC系统的所述无源侧投 入负荷，直到所述额定传输有功功率全部投入完毕。
[0017] 上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法和系统，通过获取额定传输有功功率、负 荷投入需要的组数和时间间隔，根据组数和额定传输有功功率获取每一组负荷投入需要的 投入功率，判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷条件，并在MMC-HVDC系统的 无源侧满足预设的负荷投入条件时，根据组数、时间间隔和投入功率对MMC-HVDC系统的无 源侧进行分组分时序的投入负荷，避免一次性投入过多而对交流系统频率和电压造成的冲 击，频率稳定性高。
【附图说明】
[0018] 图1为一实施例中本发明MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法的流程图；
[0019] 图2为一实施例中判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件的 流程图；
[0020] 图3为一应用例中MMC-HVDC系统的无源侧直流电流变化示意图；
[0021] 图4为一应用例中云南侧的有功功率变化示意图；
[0022] 图5为一应用例中广西侧的有功功率变化示意图；
[0023] 图6为一应用例中云南侧的频率变化示意图；
[0024] 图7为一应用例中广西侧的频率变化示意图；
[0025] 图8为一实施例中本发明MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统的模块图；
[0026] 图9为一实施例中数值接收模块的单元图；
[0027] 图10为一实施例中条件判断模块的单元图。
【具体实施方式】
[0028] 参考图1，本发明一实施例中的MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法，包括如下步 骤。
[0029] SllO :获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率。
[0030] MMC-HVDC系统的额定传输有功功率即为需要投入到MMC-HVDC系统的无源侧的负 荷，可以根据受端交流系统的需要设置。
[0031] S130 :获取对MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组数和时间间隔。
[0032] 组数指对MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入的次数。组数和时间间隔用于将 负荷进行分组分时序投入，可以根据在保证电网频率稳定的情况下，无源侧一次性可以接 受功率的情况自由设定。
[0033] 在其中一个实施例中，步骤S130包括步骤11和步骤13。
[0034] 步骤11 :接收负荷投入的校正系数和时间间隔，其中，校正系数为小于1的正数。
[0035] 步骤13 :根据校正系数计算得到组数，具体为：
[0036] M = 1/K ；
[0037] 其中，M为组数，K为校正系数。
[0038] 在其中一个实施例中，步骤13之后，步骤S130还包括步骤15和步骤17。
[0039] 步骤15 :判断组数是否为整数。若否，则执行步骤17。
[0040] 步骤17 :对组数进行向上取整，得到更新后的组数。因此，可以保证组数为整数。
[0041] 向上取整指，在组数为非整数时，取大于该组数的最近一个整数。例如，若根据校 正系数获取的组数为5. 1，则向上取整得到更新后的组数为6。
[0042] S150 :根据组数和额定传输有功功率，获取每一组负荷投入需要的投入功率。
[0043] 在其中一实施例中，步骤S150具体可以为：
[0044] P = Pn/M ；
[0045] 其中，M为组数，P为投入功率，Pn为额定传输有功功率。因此，额定传输有功功率 可以分配为多组投入功率。
[0046] S170 :判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件。若是，则执行 步骤S190。
[0047] 在其中一实施例中，参考图2,步骤S170包括步骤S171至步骤S173。
[0048] S171 :获取MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压值。
[0049] S172:判断交流电压值是否达到预设值，并判断交流电压值的波动幅度是否小于 或等于预设比例。本实施例中，所述预设比例为3%。若是，则执行步骤S173。
[0050] S173 :判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件。
[0051] 即，交流电压值达到预设值和交流电压值的波动幅度小于或等于3%这两个条件， 只有全部满足才可以判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件，否则，只要有 其中一个条件不满足，则表示MMC-HVDC系统的无源侧没有满足预设的负荷投入条件。
[0052] MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压值达到预设值，即为MMC-HVDC系统的无源侧 充电结束，可以进入负荷投入状态。当判断交流电压值的波动幅度是否小于或等于3%，目 的在于判断MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压是否稳定。因此，通过步骤S171至步骤S173 判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件，可以保证在较稳定的情况下 进行负荷投入，可以加强负荷投入过程中交流系统频率的稳定性。
[0053] S190 :按照时间间隔、组数和投入功率向MMC-HVDC系统的无源侧投入负荷，直到 额定传输有功功率全部投入完毕。
[0054] 本实施例中，步骤S190具体为：每相隔一个时间间隔，投入一组投入功率至 MMC-HVDC系统的无源侧，直到所有组数全部投入完毕。例如，组数大小为N，时间间隔为T， 单位为s，投入功率的大小为P，单位为W。第一次投入的负荷大小为P，间隔Ts后，投入第 二组负荷大小为P，间隔Ts后投入下一组，直到第N组投入完毕。
[0055] 在其中一个实施例中，步骤S170判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷条 件之后，步骤S190之前，还包括以下步骤：
[0056] 以当前时刻为起始点进行计时，并判断计时的时长是否达到预设时长。若是，则执 行步骤S190。
[0057] 其中，当前时刻即为判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件的时 亥IJ。若计时的时长没有达到预设时长，则不执行步骤S190,即需要在判定MMC-HVDC系统的 无源侧满足预设的负荷投入条件之后等待预设时长的时间，才可以进行负荷投入的操作， 进一步保证在MMC-HVDC系统的无源侧的电压稳定的情况下执行负荷投入操作，进一步加 强负荷投入过程中交流系统频率的稳定性。
[0058] 上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法，通过获取额定传输有功功率、负荷投入 需要的组数和时间间隔，根据组数和额定传输有功功率获取每一组负荷投入需要的投入功 率，判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷条件，并在MMC-HVDC系统的无源侧满 足预设的负荷投入条件时，根据组数、时间间隔和投入功率对MMC-HVDC系统的无源侧进行 分组分时序的投入负荷，避免一次性投入过多而对交流系统频率和电压造成的冲击，频率 稳定性尚。
[0059] 在其中一应用例中，请结合参考图3至图5,使用上述MMC-HVDC系统黑启动负荷 投入方法对一电网黑启动时进行负荷投入测试。其中，云南侧为电网的送端系统，广西侧为 电网的受端系统，即由云南侧输送，广西侧接收。电网主网负荷侧的额定传输有功功率为 1000MW。校正系数K为0. 1，负荷投入的时间间隔为Is。
[0060] 根据：
[0062] 获取负荷投入的组数，其中M为组数。
[0063] 根据：
[0065] 获取负荷投入的有功功率，其中Pl为投入功率，单位为Mff，Pn为额定传输有功功 率，单位为丽。
[0066] 因此，负荷投入可分为10组，每组的投入功率为100MW，从第7s开始，每隔Is投入 1组负载，实现负载的分组分时序投入。
[0067] 图6和图7为应用上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法后，广西侧和云南侧对 应的频率。可见，上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法可确保电网送端系统和受端系统 的频率稳定性好。
[0068] 参考图8,本发明一实施例中的MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统，包括功率获 取模块110、数值接收模块130、数值计算模块150、条件判断模块170和负荷投入模块190。
[0069] 功率获取模块110用于获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率。
[0070] MMC-HVDC