专利名称：用于高压直流输电设备中的变流器站的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种用于高压直流输电设备中的变流器站的控制装置。
背景技术：
在高压直流输电中必要的是，在高压直流输电设备的运行状态变化时，确 定地控制根据电流方向作为整流器或者作为逆变器工作的变流器站。在具有晶 闸管的变流器站的目前通常的结构方式中，这通常通过将控制变流器站的触发 角调节器设置为预先计算的值来进行，这些预先计算的值是相应于新的运行状 态所确定的。在同时将触发脉冲开通到变流器站上之后，同时开通触发角调节 器，其中接着通过调节电路将触发角从预先计算的值出发调节到额定值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出一种用于高压直流输电设备中的变流器 站的控制装置，利用该装置可以在相对短的时间内从起始的运行状态出发到达 新的稳定运行状态。
按照本发明，高压直流输电设备中的变流器站的控制装置的上述技术问 题，是通过用于控制作为整流器工作的变流器站的整流器控制单元以及通过用 于控制作为逆变器工作的另一个变流器站的逆变器控制单元解决的，它们分别 具有用于设置和调节对于整流器以及逆变器的触发角的触发角调节器，其中， 在整流器控制单元和逆变器控制单元之间设置延迟元件，利用该延迟元件在开 通了整流器控制单元的、用于调节整流器的触发角的触发角调节器之后的一个 预定的延迟时间，可以开通逆变器控制单元的、用于调节逆变器的触发角的触 发角调节器。
通过按照本发明将用于逆变器的触发角调节器在时间上比用于整流器的 触发角调节器延迟地开通，首先可以将对于整流器的触发角从一个从由新的运 行状态预先计算的值出发调节到一个过渡值，该过渡值已经相对接近后面的、准稳定值，其中，该调节过程不受在逆变器控制单元上的过程影响地进行。只 有当在延迟时间之后，接通用于从一个对于逆变器的触发角起始预先计算的值 出发来控制逆变器的逆变器控制单元时，在逆变器上的相应的调节过程才影响 整流器控制单元，然而由于那里已经基本上结束的调节过程这避免了持续更长 的均衡过程。总的来说形成相对短的持续时间，用来将高压直流输电设备从起 始的运行状态转换到另 一个运行状态。
本发明的其它合适的实施方式是从属权利要求的内容。
以下参考附图结合实施例进一步解释本发明。其中
图1示意性示出了具有用于变流器站的控制装置的高压直流输电设备，以
及
图2示意性示出了用于控制整流器控制单元以及逆变器控制单元的各种组 件的信号。
具体实施例方式
图1示意性示出了高压直流输电设备1。在该实施例中高压直流输电设备 1具有分别通过相对粗的线表示的第一直流电流导线2和第二直流电流导线3， 在后者中象征性地示出了耗电器4，用来代表不可避免地会出现的各种损耗。
直流电流导线2、 3分别连接基于晶闬管的作为第一变流器站的整流器5 以及基于晶闸管的作为第二变流器站的变流器6。整流器5将高压直流输电设 备1在馈电侧通过用粗线表示的第一交流电压导线装置7耦合到第一交流电网 8,而逆变器6将高压直流输电设备1在输出耦合侧通过用粗线表示的第二交流 电压导线装置9耦合到第二交流电网10,使得用于传输能量(此处从第一交流 电网8传输到第二交流电网10)的交流电网8、 IO互相连接。
此外，从图l还可以看出，高压直流输电设备1具有中央单元11，以及具 有作为变流器控制单元的与整流器5相连的整流器控制单元12和与逆变器6 相连的逆变器控制单元13，其中，在图1中用于传输控制信号的导线为了清楚 起见相对直流电流导线2、 3以及交流电压导线装置7、 9来说明显更细地表示。
利用整流器控制单元12可以通过开通模块14、触发角发生器 (Ztindwinkelgeber) 15以及通过触发角调节器16如以下详细解释地那样控制整流器5。
相应地，用于控制逆变器6的逆变器控制单元13同样被构造为具有开通 模块17、触发角发生器18以及触发角调节器19。
利用开通模块14、 17，可以激活用于整流器5以及逆变器6的触发脉冲。 触发角发生器15、 18根据起始的运行状态以及待取得的新的运行状态，将相关 的预先计算的触发角馈入整流器5以及逆变器6。
运行状态的典型变换，例如是^v断开状态到具有最小功率的状态的过渡， 从初始的额定功率到新的额定功率的跳变，或者具有相反的能量流方向的能量 方向改变和由此变流器站的功能的改变。
此外，高压直流输电设备1具有延迟元件20,该延迟元件在该实施例中合 适地可以通过中央单元11控制并且与整流器控制单元12以及逆变器控制单元 13相连。利用延迟元件20可以在开通了整流器控制单元12的、用于调节对于 整流器5的触发角的触发角调节器16之后，经过一个预定的延迟时间再开通逆 变器控制单元13的、用于调节用于逆变器6的触发角的触发角调节器19。
在稳定的运行状态中，通过中央单元11存在一个在整流器5和逆变器6 之间的连接，例如用来计算在直流电流导线2 、 3中依赖于温度波动的欧姆电阻， 该电阻对于预先计算触发角调节器16、 19的新的稳定的触发角来说是必要的。
图2作为运行状态的改变的例子，以在图1中解释的高压直流输电设备1 的主要组件的信号变化的直观图形表示的形式，示出了从断开状态到具有预先 规定的额定功率、例如最小功率的运行状态的过渡。在作为横坐标的时间轴21 上以特征性的时刻t,、 t2、 t3、 t4标出了时间t。在作为纵坐标的与时间轴21垂 直的信号轴22上以任意单元标出了信号值S。
在图2中最下面的信号变化表示了来自整流器控制单元12的开通模块14 的触发脉冲开通信号23。直到时刻t,触发脉冲开通信号23都是被阻止的，从 而整流器控制单元12不输出触发脉冲到整流器5。在时刻t,,触发脉冲开通信 号23从低电平转变到高电平，然后持续该高电平，在该高电平条件下整流器控 制单元12输出触发脉冲到整流器5。
在图2中直接位于触发脉冲开通信号23上面的信号变化表示了来自整流 器控制单元12的触发角发生器15的触发角信号24。直到时刻t,，触发角信号 24都是相应于90度触发角的值，而从时刻t,开始到一后面的时刻变化到用于 整流器5的触发角的预先计算的值。在图2中直接位于触发角信号24上面的信号变化表示了触发角调节器开 通信号25，利用后者在整流器电路的特征参数进入调节器限制之后的时刻t2, 开通整流器控制单元12的、用于调节触发角信号24的触发角调节器16，这在 按照图2的表示中通过触发角调节器开通信号25从中电平到高电平的变换来表 示。由此，从触发角调节器开通信号25的电平改变开始，除了由于调节过程导 致的触发角信号24中微小的波动，整流器5处于稳定的运行状态中。
在图2中以一定距离位于触发角调节器开通信号25之上的信号变化表示 了来自逆变器控制单元13的开通模块17的触发脉冲开通信号26。用于逆变器 6的触发脉冲开通信号26相应于用于整流器5的触发脉冲开通信号23在时刻 t,从中电平变换到高电平。
在图2中直接位于用于逆变器6的触发脉冲开通信号26之上的信号变化 表示了来自逆变器控制单元13的触发角发生器18的触发角信号27。在时刻t,, 触发角信号27乂人起始电平转变到一个与用于逆变器6的初始控制的、预先计算 的值相应的电平，该电平在考虑在新的运行状态中的高压直流输电设备1的运 行特征的条件下被预先计算。
在图2中直接在用于逆变器6的触发角信号27之上的信号变化表示了用 于开通逆变器控制单元13的触发角调节器19的触发角调节器开通信号28，为 了开通逆变器控制单元13的触发角调节器19，该触发角调节器开通信号28在 时刻t3从低电平变化到高电平，从而从时刻13开始，逆变器控制单元13的触发 角调节器19调节对于逆变器6的触发角。延迟时间At^3-t2通过延迟元件20确 定。
在一个确定的、在时刻13之后的时刻t4，高压直流输电设备1处于新的并 且也是稳定的运行状态。
典型地，从时刻t,到时刻U的持续时间大约为250毫秒，而按照通常的技 术，运行状态的变换大约持续1秒。
可以理解的是，按照本发明的方案，即，相对于用于作为整流器5工作的 变流器站的触发角调节器开通信号25,为了开通而如下足够延迟地接通用于作 为逆变器6工作的变流器站的触发角调节器开通信号28:使得用于整流器5的 触发角信号24只导致在预定的调节器下限和预定的调节器上限之内的相对小 地波动的触发角，相应地在其它运行变换中例如能量方向变换时可以被合适地 采用。
权利要求
1.一种用于高压直流输电设备(1)中的变流器站(5，6)的控制装置，其具有用于控制作为整流器(5)工作的变流器站的整流器控制单元(12)和用于控制作为逆变器(6)工作的另一个变流器站的逆变器控制单元(13)，它们分别具有用于设置和调节对于所述整流器(5)以及所述逆变器(6)的触发角的触发角调节器(16，19)，其中，在所述整流器控制单元(12)和逆变器控制单元(13)之间设置了延迟元件(20)，利用该延迟元件在开通了所述整流器控制单元(12)的、用于调节所述整流器(5)的触发角的触发角调节器(16)之后的一个预定的延迟时间，能够开通所述逆变器控制单元(13)的、用于调节所述逆变器(6)的触发角的触发角调节器(19)。
2. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述变流器站(5， 6) 通过中央单元(11 )互相连接。
3. 根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，为了改变所述延迟时间， 所述延迟元件(20)能够通过所述中央单元(11)来控制。
全文摘要
本发明涉及一种用于高压直流输电设备(1)中的变流器站(5，6)的控制装置，其具有用于控制作为整流器(5)以及作为逆变器(6)工作的变流器站的整流器控制单元(12)和逆变器控制单元(13)。利用整流器控制单元(12)以及逆变器控制单元(13)可以设置和调节对于整流器(5)以及逆变器(6)的触发角。在整流器控制单元(12)和逆变器控制单元(13)之间设置一个延迟元件(20)，利用该延迟元件可以将用于调节对于逆变器(6)的触发角的开始时刻相对用于调节对于整流器(5)的触发角的开始时刻延迟一个预定的延迟时间(Δt)。因此，由于触发角调节的小的相互影响而形成从初始的运行状态到新的稳定的运行状态的相对快的过渡。
文档编号H02M7/757GK101636898SQ200780052241
公开日2010年1月27日 申请日期2007年3月19日 优先权日2007年3月19日
发明者于尔根·里蒂格 申请人:西门子公司