一种柔性直流输电系统的启动方法_2

文档序号:9923200阅读:来源:国知局
流动时,该二极管箝位模块中只有电容(:2接入电路中进行充电。
[0050]当电流按照电流路径I流动时,A相上桥臂的二极管箝位模块和B相上桥臂的二极管箝位模块处于不同的状态:对于A相上桥臂的二极管箝位模块来说是电流流入,而对于B相上桥臂的二极管箝位模块是电流流出,因此,A相上桥臂的二极管箝位模块的两个电容C1和(:2串联接入电路,而B相上桥臂的二极管箝位模块的电容C 2接入电路。当电流按照电流路径2流动时,A相上桥臂的二极管箝位模块的电容C2接入电路,而B相上桥臂的二极管箝位模块的两个电容(^和C 2串联接入电路。
[0051]图3为半桥模块充电时的电流路径示意图,如图3所示,A、B、C三相均包括上桥臂和下桥臂,上下桥臂均串联连接η个半桥模块(HBSM),每个半桥模块(HBSM)的拓扑结构与图1所示的二极管箝位模块(DCSM)的拓扑结构相同,图3所示的半桥模块中的电容C相当于图1所示的二极管箝位模块中的串联的电容CjP C2。以下以A相上桥臂中的第一个半桥模块为例,说明半桥模块充电时A、B相问的电流路径。
[0052]图3中的两路虚线箭头分别代表两个电流路径,电流路径I表示由B相流向A相,具体为:电流从B相流出,依次经由A相第一个半桥模块中的VDjP C,流向后续串联的其他半桥模块,最终流至A相。电流路径2表示由A相流向B相,具体为:电流从A相流入,经由串联的其他半桥模块流向A相第一个半桥模块,经由A相第一个半桥模块中的VD2流向B相中串联的η个半桥模块。
[0053]根据前面对图2的分析,对图3所示的半桥模块可以得出以下结论:当电流按照电流路径I流动时,A相上桥臂的二极管箝位模块的电容C接入电路,而B相上桥臂的二极管箝位模块的电容从电路中切除。当电流按照电流路径2流动时,A相上桥臂的二极管箝位模块的电容C从电路中切除,B上桥臂的二极管箝位模块的电容接入电路。
[0054]因此,对于相同电压等级的二极管箝位模块柔性直流输电系统和半桥模块柔性直流输电系统来说,不控整流充电时,AB相电路中串联的电容数量是不相同的,例如,在二极管箝位模块柔性直流输电系统的AB相电路中,是η个(;和2η个C 2串联,在而半桥模块柔性直流输电系统的AB相电路中,是η个C串联(相当于η个CjP η个C 2串联),可见,二极管箝位模块中电路串联的电容数量比半桥模块中电路串联的电容数量多,因此,二极管箝位模块中每个电容的充电电压低于半桥模块中每个电容的充电电压。
[0055]对比图2和图3可以看出,对于A相上桥臂的单个二极管箝位模块和半桥模块来说,电流按照电流路径I流动(即自上而下流动)是一致的,而电流按照电流路径2流动(即自下而上流动)是不一致的。
[0056]由于在正常工作时,二极管箝位模块的引导IGBT(VT3)处于开通状态,而发明人发现,开通引导IGBT(VT3)后,二极管箝位模块与半桥模块按照电流路径I和电流路径2流动时均一致。也就是说,如果在解锁换流器之前的充电过程中开通引导IGBT,那么二极管箝位模块的充电原理和半桥模块的充电原理应该是相同的。因此,在这种情况下,二极管箝位模块的充电电压应该与半桥模块的充电电压一致,由此,可以解决包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统充电电压低导致的换流器解锁时冲击电流大的问题。
[0057]以下结合图4,对二极管箝位模块充电时开通引导IGBT(VT3)的电流路径进行分析说明。如图4所示,在二极管箝位模块充电过程中,如果开通引导IGBT (VT3),那么当电流按照电流路径I流动时,电流从B相流出,依次经由A相第一个二极管箝位模块中的VDp C1,C2, VD3,流向后续串联的其他二极管箝位模块,最终流至A相,也就是说,A相上桥臂的二极管箝位模块的两个电容CdP C 2全部串联接入电路充电,B相上桥臂的二极管箝位模块的两个电容从电路中切除。当电流按照电流路径2流动时,电流从A相流入,经由串联的其他二极管箝位模块流向A相第一个二极管箝位模块,依次经由A相第一个二极管箝位模块中的VT3, VD2,流向B相中串联的η个二极管箝位模块,也就是说,A相上桥臂的二极管箝位模块的两个电容(;和(:2从电路中切除,B相上桥臂的二极管箝位模块的两个电容全部串联接入电路充电。可以看出,图4所示的二极管箝位模块充电时开通引导IGBT(VT3)的电流路径与图3所示的半桥模块充电时的电流路径(包括电流路径I和电流路径2)相同。
[0058]需要说明的是,二极管箝位模块具有直流故障处理功能,也就是说,当发生直流故障时,包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统可以快速闭锁所有的IGBT的触发信号,利用二极管箝位模块电容提供的反电势和二极管的反向阻断能力迅速完成闭锁过程,无需交流断路器动作。因此,必须在没有直流故障的情况下才可以开通引导IGBT。
[0059]由此,本发明提供一种柔性直流输电系统的启动方法,应用于包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统中。包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统可以包括整流侧的变流器和逆变侧的变流器,整流侧的变流器和逆变侧的变流器均采用图4所示的二极管箝位模块实现。整流侧的变流器工作在整流状态,控制直流母线电压,逆变侧的变流器工作在逆变状态,控制有功和无功功率的传输。整流侧的变流器和逆变侧的变流器经由直流母线连接,且整流侧的变流器和逆变侧的变流器分别连接充电电阻。在包括二极管箝位模块的单端有源柔性直流输电双端系统(以下简称单端有源双端系统)中,整流侧的变流器经由整流侧的变流器的充电电阻、变压器和交流线路阻抗接入电网1,逆变侧的变流器经由逆变侧的变流器的充电电阻、变压器和交流线路阻抗连接风电场或无源负载。在包括二极管箝位模块的双端有源柔性直流输电双端系统(以下简称双端有源双端系统)中,整流侧的变流器经由整流侧的变流器的充电电阻、变压器和交流线路阻抗接入电网1,逆变侧的变流器经由逆变侧的变流器的充电电阻、变压器和交流线路阻抗接入电网2。
[0060]所述包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统的启动方法依次包括:第一充电阶段和第二充电阶段。
[0061]在第一充电阶段,执行以下步骤:
[0062]步骤101,连通直流母线。
[0063]该步骤是为启动包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统做准备,具体的,闭合整流侧的变流器和逆变侧的变流器之间的直流开关,以连通整流侧的变流器和逆变侧的变流器之间的直流母线。在对整流侧的变流器和逆变侧的变流器进行充电之前,二极管箝位模块的电压不足以驱动IGBT,因此,整流侧的变流器和逆变侧的变流器处于闭锁状态。
[0064]步骤102,将接入电网的变流器的充电电阻接入所述包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统。
[0065]需要说明的是,在第一充电阶段,需要将接入电网的变流器的充电电阻接入所述包括二极管箝位模块的柔性直流输电系统,这样才能够利用充电电阻为接入电网的变流器进行不控整流充电。也就是说,对于单端有源双端系统来说,将整流侧的变流器的充电电阻接入所述单端有源系统,优选的,也可以将逆变侧的变流器的充电电阻接入所述单端有源双端系统。对于双端有源双端系统来说,将整流侧的变流器的充电电阻和逆变侧的变流器的充电电阻接入所述双端有源双端系统。
[0066]步骤103,将变流器接入电网,并借助接入电网的变流器的充电电阻进行不控整流充电。
[0067]具体的,在包括二极管箝位模块的单端有源柔性直流输电双端系统中,将整流侧的变流器接入电网1,并借助整流侧的变流器的充电电阻进行不控整流充电;在包括二极管箝位模块的双端有源柔性直流输电双端系统中,将整流侧的变流器接入电网I,并将逆变侧的变流器接入电网2,并借助整流侧的变流器的充电电阻和逆变侧的变流器的充电电阻进行不控整流充电。
[0068]在第二充电阶段,可以执行以下步骤:
[0069]步骤201,开通接入电网的变流器的引导IGBT。
[0070]具体的,在第二充电阶段,通过开通引导IGBT对接入电网的变流器进行充电。变流器的引导IGBT为VT3,在单端有源双端系统中,接入电网的变流器为整流侧的变流器,在双端有源双端系统中,接入电网的变流器为整流侧的变流器和逆变侧的变流器。开通引导IGBT的具体实现方式在后续再进行详细说明。
[0071 ] 步骤202,解锁整流侧的变流器。
[0072]具体的,在第一充电阶段进行不控整流充电时,整流侧的变流器和逆变侧的变流器均处于闭锁状态。在第二充电阶段,对接入电网的变流器进行充电过程中,整流侧的变流器和逆变侧的变流器也处于闭锁状态,在需要开通的接入电网的变流的引导IGBT开通完毕,且直流母线电压稳定之后,再解锁整流侧的变流器,具体的,可以通过设置延时时间来控制整流侧的变流器的解锁开始时间,以确保直流母线有足够的时间能够达到稳定。
[0073]步骤203,解锁逆变侧的变流器。
[0074]在直流母线电压提升稳定后,解锁逆变侧的变流器。具体的,可以通过判断直流母线电压的检测值与指令值之差是否小于预设的阈值来确定当前直流母线电压是否已提升稳定,一旦判断出直流母线电压提升稳定,则可以解锁逆变侧的变流器。
[0075]解锁变流器的方式属于现有技术,在此不再赘
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1