一种采用双级直流电压的混合直流电网动态模拟系统的制作方法_2

文档序号:9913812阅读:来源:国知局
监控中心的中央监控系统通过通信信道SLl?SLx分别与X个LCC整流换流站进行交互,通过通信信道SLx+1?SLx+y与y个LCC逆变换流站进行交互,通过通信信道SVl?SVm与m个发电机侧VSC换流站进行交互,通过通信信道SVm+1?SVm+n与η个网侧VSC换流站进行交互,通过通信信道SEl?SEp与P个直流电力电子变压器进行交互。
[0049]图1中,直流网络可根据实际需求搭建成辐射状或环状等网络结构,直流线路采用等效电阻或T型、π型集中模型进行物理等值。送电侧交流电网和动模交流电网采用采用动模实验室模拟电网的一条交流母线,该交流母线可与无穷大电源或普通电网、发电机、变压器、线路以及综合负荷相连,以用来模式实际电网。
[0050]图2和图3中,Vl?Vll为换流站监控系统采集的电压信号,Il?Ill为换流站监控系统采集的电流信号,Kl?KU为固态开关的状态信号和控制信号,El?Ε2为换流器开关器件的状态信号,Tl?Τ2为换流器开关器件的触发信号,Rl?Rj为备用信号接口。
[0051 ] 如图2和图3所示,LCC换流站可以分为整流换流站和逆变换流站。LCC整流换流站采用整流换流器1-3,而LCC逆变换流站采用逆变器1-10,并且,LCC逆变换流站与LCC换流站的交流母线IIl-1l连接,除了上述结构外,两种换流站具有相同的主电路和监控系统。以LCC整流换流站换流站为例,主电路主要由正极系统和负极系统构成,其主要元件包括LCC换流站的交流母线I 1-1、换流变压器I 1-2、整流换流器1-3、平波电抗器11-4、直流线路11-5、直流接地电阻11-6、直流接地极1-7、高通滤波器组1-8和双调谐滤波器组1-9组成。交流母线1-1分别通过固态开关Κ1、Κ4与正、负极的换流变压器11-2相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号11、14,通过电压互感器检测交流母线电压信号Vl、V4。换流变压器11-2分别通过固态开关K2、K5与整流换流器1-3相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号12、15,通过电压互感器测量换流标阀侧电压信号V2、V5 ο整流换流器1-3的直流侧流出,正极换流器的正极和负极换流器的负极分别与平波电抗器11-4相连接;正极系统的负极和负极系统的正极相连接,并通过直流接地电阻11-5接入接地极。平波电抗器11-4分别通过固态开关Κ3和Κ6余直流线路11-5相连接,并通过流电互感器测量两电路的电流信号13、16,通过电压互感器测量换流标阀侧电压信号V3、V6。
[0052]如图2和图3所示,LCC整流换流站和LCC逆变换流站的监控系统均通过Vl?Vl I监测正负极系统的电压信号,通过Il?Il监测正负极系统的电流信号,通过Kl?Kll监测固态开关状态并实现其控制,通过El?E2来监测正、负极电压源型换流器的状态,通过Tl?T2来控制正、负极电流源型换流器,通过Rl?Rj来预留扩展接口。
[0053]整流换流站和逆变换流站均有换流站监控系统,能够实时采集交直流侧电压电流、开关量和换流器状态信息,下发所有开关和换流器的控制信号。
[0054]图4和图5中,Cl?Cm为运行监控中心的中央监控系统与换流站监控系统间的通信通道,Cm+1?Cm+n为运行监控中心的中央监控系统与网侧换流站监控系统间的通信通道,Vl?V8为换流站监控系统采集的电压信号,Il?18为换流站监控系统采集的电流信号,Kl?K8为固态开关的状态信号和控制信号,El?E2为换流器开关器件的状态信号,Tl?T2为换流器开关器件的触发信号,Rl?Rj为备用信号接口。
[0055]如图4和图5所示,VSC换流站可以分为发电机侧VSC换流站和网侧VSC换流站。发电机侧VSC换流站与VSC换流站发电机侧交流母线2-1连接,网侧VSC换流站与VSC换流站网侧交流母线2-9连接;两者具有相同的主电路和监控系统结构,唯一不同的是,发电机侧VSC换流站监控系统与发电机监控系统进行交互。以发电机侧VSC换流站为例,换流站的主电路主要由正极系统和负极系统构成,其主要元件包括VSC换流站发电机侧交流母线2-1、换流变压器112-2、限流电阻2-3、交流电抗器2-4、电压源型换流器2-5、直流电容器2-6、直流线路112-7、直流接地电阻II2-8和直流接地极组成。VSC换流站发电机侧交流母线2-1分别通过固态开关K1、K5与正、负极的换流变压器II2-2相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号11、15,通过电压互感器检测交流母线电压信号V1、V5。换流变压器ΙΙ2-2分别通过固态开关K2、K6与限流电阻2-3相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号12、16,通过电压互感器测量换流标阀侧电压信号V2、V6。正、负极的限流电阻2-3分别与固态开关Κ3、Κ7并联,并与正、负极的交流电抗器2-4相连接,最终与正、负极的电压源型换流器2-5相连接。通过电压互感器和电流互感器分别测量正、负极电压源型换流器2-5的交流出口电压V3、V7和流出电流13、17。正、负极电压源型换流器2-5的直流侧均接入直流电容器2-6。正极电压源型换流器2-5的直流侧正极与固态开关K4、直流线路II2-7相连接,负极与直流接地电阻112-8、直流接地极相连接,并采用电压互感器测量其正极直流电压V4,采用电流互感器测量其正极电流14。负极正极电压源型换流器2-5的直流侧负极与固态开关K8、直流线路112-7相连接,正极与直流接地电阻112-8、直流接地极连接,并采用电压互感器测量其负极直流电压V8,采用电流互感器测量其负极电流18。
[0056]如图4和图5所示,发电机侧VSC换流站的网侧VSC换流站的监控系统均通过Vl?V8监测正负极系统的电压信号,通过Il?18监测正负极系统的电流信号,通过Kl?K8监测固态开关状态并实现其控制,通过El?E2来监测正、负极电压源型换流器的状态,通过Tl?T2来控制正、负极电压源型换流器,通过Rl?Rj来预留扩展接口。
[0057]如图4所示,发电机侧VSC换流站的监控系统还通过SI?Si接口与发电机组的监控系统通信,以获取发电机组模拟装置的实时信息,并实现发电机组模拟装置的协调控制。
[0058]发电机侧VSC换流站和网侧VSC换流站均设有换流站监控系统,能够实时采集交直流侧电压电流、开关量和换流器状态信息,下发所有开关和换流器的控制信号;其中,发电机侧VSC换流站还能够实现与交流侧模拟发电机组的信息交互。
[0059]图6中,Vl?V6为直流EPT监控系统采集的电压信号,Il?16为直流EPT监控系统采集的电流信号,Kl?K8为固态开关的状态信号和控制信号,El?E2为单相换流器开关器件的状态信号,Tl?T2为单相换流器开关器件的触发信号,Rl?Rj为备用信号接口。
[0060]如图6所示,直流EPT的监控系统通过Vl?V6监测正负极系统的电压信号,通过Il?16监测正负极系统的电流信号,通过Kl?K6监测固态开关状态并实现其控制,通过El?E2来监测高压侧、低压侧单相换流器的状态,通过Tl?T2来控制高压侧、低压侧单相换流器,通过Rl?Rj来预留扩展接口。
[0061]如图6所示,直流EPT主回路中,高压侧和低压侧单相换流器采用的主电路结构相同。以高压侧单相换流器回路为例,单相换流器3-1的直流侧分别通过固态开关Kl、K2与直流线路ΙΙΙ3-4的正负极相连接,并通过电流互感器测量两电路的电流信号11、12,通过电压互感器检测交流母线电压信号V1、V2。单相换流器3-1交流侧通过固态开关Κ3与高频交流变压器3-2相连接,并通过电流互感器测量电路的电流信号13,通过电压互感器检测交流母线电压信号V3。高频交流变压器3-2与低压侧单相变换器3-3连接。
[0062]单相换流器采用全控桥结构或半控桥结构;高压侧单相换流器采用多级开关器件串联,低压侧单相换流器采用多级开关器件并联。
[0063]设有直流EPT监控系统,用来实时采集交直流侧电压电流、开关量和单相换流器状态信息,下发所有开关和单相换流器的控制信号。
[0064]发电机组模拟装置,接入发电机侧VSC换流站的交流侧母线。所述发电机组模拟装置可以采用风电机组、火电机组、水电机组和核电机组的模拟装置,同时可以与其相连的VSC换流站实时通信。
[0065]直流网络采用直流线路构成相应的辐射状或环状网络结构。所述送电侧电网的交流母线与无穷大电源相连接。所述动模交流电网的交流母线与无穷大电源或普通电网、发电机、变压器、线路以及综合负荷等相连接。
[0066]如图7所示,混合直流电网动模系统的监控系统分为三个层次:中央监控系统和各监控主站。
[0067]运行监控中心设置中央监控系统,负责混合直流电网的实时监视与控制。所述中央监控系统是唯一的,采用多服务器构架结构,服务器主要包括前置数据服务器、数据服务器、应用程序服务器和SCADA服务器、工作站组和显示屏组以及通信网络。所述前置数据服务器用于数据的预处理、筛选和格式化,主要用来处理各换流站实时上传的所有数据信息,并对错误数据信息进行
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