一种向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法
【专利摘要】本发明公开了一种向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法，其特点是整流侧采用两个6脉动电流源换流器，逆变侧采用一个6脉动电压源换流器，建立伪双极直流输电系统。整流侧采用定电流控制方式，逆变侧采用定交流电压-直流电压控制方式，在稳定功率传输的同时，保证了受端系统的电压稳定性，从而使这种新型直流输电系统向无源网络和弱交流网络供电成为可能。该方法与柔性直流输电相比，降低了输电成本；与传统直流输电相比，能实现无源网络供电；本发明提出的新型直流输电系统具有较高的暂态稳定性。
【专利说明】一种向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法，属于高压直流输电领域。
【背景技术】
[0002]直流输电系统可分为两种类型:所有换流站均由传统的基于晶闸管电流源换流器构成的直流输电系统(CSC-HVDC);所有换流站均由基于全控元件电压源换流器构成的直流输电系统(VSC-HVDC)。目前，世界上正在运行的直流输电系统几乎都是CSC-HVDC系统，但由于采用晶闸管构成的电流源换流器，其交流侧系统必须具有一定强度的系统，当一端接入弱交流系统时，就会极大影响整个直流系统的运行特性。近年来在大城市供电、海洋风力发电、优质电能库方面，VSC-HVDC输电系统得到了深入的研究。
[0003]传统直流输电换流器由晶闸管构成，基于自然换相的电流源换流器(CurrentSourceConverter, CSC),仅适用于具有一定短路比的电力系统，不能向弱交流系统和无源负荷中心供电。基于电压源换流器(Voltage Source Converter, VSC)轻型直流输电技术(VSC-HVDC)可以工作在无源逆变状态、实现有功功率和无功功率的传输、提高交流系统稳定性、输出电压波形好、功率因数高、谐波小等优点，但鉴于电力电子技术的局限，VSC-HVDC投资成本较高，故而目前只能在小容量的直流输电系统中应用。
[0004]在21世纪，人们对环境要求越来越高，发电场远离用电地区，将会出现越来越多无源大城市大负荷情况。随着能源不断开发，出现了越来越多远离海岸的海上钻井平台，传统的直流输电和交流输电向这类场景输送电力是存在很大的约束性。
[0005]本发明提出的新型直流输电系统可向无源网络和弱交流网络供电，整流侧采用CSC，降低了输电成本，逆变侧采用VSC，使之向无源网络供电成为可能。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有的直流输电系统中，CSC-HVDC无法向无源网络和弱交流网络供电；vsc可以向无源网络和弱交流网络供电，但输电成本高，输电容量小的不足而提供一种向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法。其特点是在逆变侧采用电压源换流器，实现向无源网络供电；在整流侧采用电流源换流器，技术较成熟，输电成本低。这种新型直流拓扑，在保证无源网络和弱交流网络供电的同时，最大限度地降低了输电成本。
[0007]本发明的目的由以下技术措施实现:
[0008]向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法包括以下步骤:
[0009]1、针对新型直流受端为无源网络和弱交流网络的特殊性，确定逆变侧电压源换流器的控制方式；
[0010]2、确定整流侧电流源换流器的控制方式，协调控制整流侧和逆变侧的控制方式，寻找到最佳控制点；
[0011]3、针对受端电网的需求，确定直流传输容量以及新型直流输电中重要元件的参数；
[0012]4、搭建整流侧为两个6脉波的电流源换流器、逆变侧为一个电压源换流器的伪双极直流输电系统。
[0013]传统CSC-HVDC的换流器数学模型为:
【权利要求】
1.一种向无源网络和弱交流网络供电的混合伪双极直流输电方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)确定整流侧电流源换流器控制方式为定直流电流的方式，实现对α角的控制； (2)确定逆变侧电压源换流器的控制方式为定直流电压-交流电压控制方式；通过整流侧定直流电流，逆变侧定直流电压，从而实现定直流功率的目的；逆变侧定交流电压，保证向无源网络和弱交流网络供电时受端网络电压的稳定性； (3)根据受端电网的需求，确定新型直流输电的电压等级和传输功率； (4)根据以上所述的控制方式和系统参数，搭建整流侧12脉波CSC，逆变侧6脉波VSC的混合伪双极直流输电系统。
【文档编号】H02J1/00GK103855706SQ201410063128
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】李兴源, 印永华, 李宽, 孙栩, 王渝红, 刘天琪 申请人:四川大学