一种直流输电系统零功率起动方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流输电系统零功率起动的实现方法。常规直流输电系统的起动方法有单极全压起动、单极降压起动、双极全压起动、双极降压起动，由于受到最小起动电流和最小起动电压的限制，常规的起动方法不能实现直流系统起动后的功率从零开始建立。本发明通过将直流输电系统两个极设置不同的功率传输方向，以及协调两极的解锁时序，使得两个极的电压电流同时建立，从而实现直流系统起动后送端输送到受端的功率为零，之后，通过调节正送极的功率大小实现送端输送到受端功率大小的调节。当送端或受端电网为弱交流系统时，这种起动方式可以减小对交流系统的冲击。
【专利说明】一种直流输电系统零功率起动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压/特高压直流输电系统一种起动方法，应用于高压/特高压直流输电控制保护领域以及控制保护装置。
【背景技术】
[0002]高压/特高压直流输电系统包含整流站和逆变站，起动是指同一极的逆变站和整流站分别解锁，建立起两侧间的功率流，功率方向从整流站送往逆变站。常规的直流输电系统的起动方法有单极全压起动、单极降压起动、双极全压同时起动、双极降压同时起动。
[0003]由于换流器整流出的直流电流不是平直的，而是叠加有波纹的，当直流电流的平均值小于某一定值时，直流电流可能出现间断，即直流电流出现断续现象。这种电流断续的状态，对于直流输电工程是不能允许的。因此，为了避免直流电流出现断续，直流输电工程规定了最小的直流起动电流的限制，一般为额定电流的0.1倍。
[0004]直流输电工程大多都具有降压运行的功能，其降压运行方式的直流电压通常为额定直流电压的0.7倍。降压运行时换流器的触发角比额定电压运行时的大，将导致换流器的临界断流值也将增大。由于受到换流器元件的最大运行角度的限制，直流起动后的直流电压较大，且不能下降到零。因此，直流功率(直流电压与直流的电流的乘积)在常规的直流输电系统的起动中不能实现从零开始建立。按照常规的直流输电系统的起动方法起动直流，最下的起动方式为单极降压起动，其最小的起动直流功率为0.1*0.7 = 0.07倍的单极额定功率；对于±500KV单极额定功率为1500MW常规直流而言，其最小起动功率为105MW，对于特高压直流而言，其最小起动功率值则更大。
[0005]为了缩短在起动过程中直流电流发生间断的持续时间，直流电流从零上升到
0.1pu的时间很短，一般为几十毫秒。因此，在直流输电系统起动时将对交流系统产生冲击。当所连接的交流系统为强交流系统时，该冲击对交流系统的影响较小，可以忽略；当所连接的交流系统为弱或极弱交流系统时，该冲击对交流系统的影响较大，甚至影响到不能进行正常的直流输电系统起动。
[0006]直流输电具有输送功率大、起动和调速快、可控性强等优点,对有功功率输送和
[0007]无功功率消耗均有灵活的调控能力，可用于快速改善交流系统的运行特性。目前，我
[0008]国已建成并投运17条直流输电工程、3条背靠背直流工程。电网黑起动过程中可以利用直流输电在输送容量、调节速度等方面的优势，对加速大规模停电事故后受端电网负荷恢复、提高黑起动过程中电网稳定性等将起到积极的作用。
[0009]电网黑起动初期，受端交流电网极弱，按照常规的直流输电系统的起动方法起动直流将对电网产生很大的冲击，甚至不能进行直流起动。
【发明内容】
[0010]本发明的目的:提供一种直流输电系统起动的方法，能够实现直流输电系统在起动过程中维持送端输送到受端的功率为零，从而减小对父流系统的冲击。
[0011]本发明直流输电系统零功率起动的方法的技术方案是:直流输电系统零功率起动的方法，其特征是:包括步骤:
[0012]a)起极前，设置极I的功率传输方向为正送，即站I为整流站，站2为逆变站；设置极2的功率传输方向为反送，即站2为整流站，站I为逆变站；设置两极的功率控制方式为单极功率控制或单极电流控制，两站的两个极均满足运行前准备条件；或者设置极2的功率传输方向为正送，即站I为整流站，站2为逆变站，设置极I的功率传输方向为反送，即站2为整流站,站I为逆变站；
[0013]b)设置零功率起动模式和零功率起动按钮，运行投入零功率起动模式后，才能操作零功率起动按钮；
[0014]c)站I极I的主机接收到零功率起动指令后，发出解锁站2极I和站I极2换流器的指令，站2极I的主机和站I极2的主机接收到指令后发出绝对最小滤波器投入指令，待绝对最小滤波器投入后，即解锁各自的换流器，解除移相，同时将各自的解锁信号通过站间通信和极间通信送至站I极I的主机；站I极I的主机收到站2极I和站I极2的换流器解锁信号后，通过站间通信将解锁站2极2换流器的指令先送至站2极1，站2极I收到后通过极间通信送至站2极2的主机，站2极2的主机收到指令后解锁站2极2换流器，站I极I的主机发出解锁站2极2换流器的指令后延时T ms解锁站I极I换流器，站2极2和站I极I换流器解锁后均解除移相，在定电流控制器的作用下，两极的电压电流同时建立，由于两个极的功率传输方向相反，所以由站I交流电网送到站2交流电网的总功率为零；
[0015]或者，站2极2的主机接收到零功率起动指令后，发出解锁站I极2和站2极I换流器的指令，站I极2的主机和站2极I的主机接收到指令后发出绝对最小滤波器投入指令，待绝对最小滤波器投入后，即解锁各自的换流器，解除移相，同时将各自的解锁信号通过站间通信和极间通信送至站2极2的主机；
[0016]站2极2的主机收到站I极2和站2极I的换流器解锁信号后，通过站间通信将解锁站I极I换流器的指令先送至站I极2，站I极2收到后通过极间通信送至站I极I的主机，站I极I的主机收到指令后解锁站I极I换流器，站2极2的主机发出解锁站I极I换流器的指令后延时T ms解锁站2极2换流器，站I极I和站2极2换流器解锁后均解除移相，在定电流控制器的作用下，两极的电压电流同时建立，由于两个极的功率传输方向相反，所以由站I交流电网送到站2交流电网的总功率为零；
[0017]d)通过调节极I的输送功率，实现站I交流电网送到站2交流电网的总功率的调节，其大小等于极I的输送功率与极2的输送功率的差值。
[0018]上述方案中:所述设置零功率起动模式和零功率起动按钮，在运行人员操作后台画面上设置软按钮，或者在屏柜内设置实际按钮。
[0019]上述方案中:所述时延T ms包括站间通道时延、极间通道时延和软件处理时延。
[0020]上述方案中:T的取值范围是5-100ms。
[0021]上述方案中:直流输电系统零功率起动时，直流电压设置为全压运行，或者设置为降压运行。
[0022]本发明的有益效果:直流输电系统在起动过程中送端输送到受端的功率为零，从而减小对交流系统的冲击。
[0023]采用本发明的方法通过将直流输电系统两个极设置不同的功率传输方向，以及协调两极的解锁时序，使得两个极的电压电流同时建立，从而实现了直流系统起动后送端输送到受端的功率为零，同时确保起动过程中电压电流建立平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为直流输电系统的主回路的示意图，其中极I的功率方向设置为正送(站I送站2)，极2的功率方向设置为反送(站2送站I)。
[0025]图2为直流输电系统的极间、站间通信结构的示意图。
【具体实施方式】
[0026]依据本发明实现直流输电系统在起动过程中送端输送到受端的功率为零，如下所述:
[0027]1.在运行人员操作后台画面上设置零功率起动模式和零功率起动按钮，运行投入零功率起动模式后，才能操作零功率起动按钮；
[0028]2.起极前，设置极I的功率传输方向为正送(站I为整流站，站2为逆变站)，设置极2的功率传输方向为反送(站2为整流站，站I为逆变站)，具体如附图1所示；或者，设置极2的功率传输方向为正送(站I为整流站，站2为逆变站)，设置极I的功率传输方向为反送(站2为整流站，站I为逆变站)。下面以前一种情况为例进行说明，设置两极的功率控制方式为单极功率控制或单极电流控制，两站的两个极均满足运行前准备条件；
[0029]3.站I极I的主机接收到零功率起动指令后，发出解锁站2极I和站I极2换流器的指令，站2极I的主机和站I极2的主机接收到指令后发出绝对最小滤波器投入指令，待绝对最小滤波器投入后，即解锁各自的换流器，解除移相，同时将各自的解锁信号通过站间通信和极间通信送至站I极I的主机，两站四台主机间的极间和站间通信结构如附图2所示；
[0030]4.站I极I的主机收到站2极I和站I极2的换流器解锁信号后，通过站间通信将解锁站2极2换流器的指令先送至站2极1，站2极I收到后通过极间通信送至站2极2的主机，站2极2的主机收到指令后解锁站2极2换流器，站I极I的主机发出解锁站2极2换流器的指令后延时T ms解锁站I极I换流器，站2极2和站I极I换流器解锁后均延时A ms后解除移相，在定电流控制器的作用下，两极的电压电流同时建立，由于两个极的功率传输方向相反，所以由站I交流电网送到站2交流电网的总功率为零；
[0031]5.通过调节极I的输送功率，实现站I交流电网送到站2交流电网的总功率的调节，其大小等于极I的输送功率与极2的输送功率的差值。
【权利要求】
1.直流输电系统零功率起动的方法，其特征是:包括步骤: a)起极前，设置极I的功率传输方向为正送，即站I为整流站，站2为逆变站；设置极2的功率传输方向为反送，即站2为整流站，站I为逆变站；设置两极的功率控制方式为单极功率控制或单极电流控制，两站的两个极均满足运行前准备条件；或者设置极2的功率传输方向为正送，即站I为整流站，站2为逆变站，设置极I的功率传输方向为反送，即站2为整流站，站I为逆变站； b)设置零功率起动模式和零功率起动按钮，运行投入零功率起动模式后，才能操作零功率起动按钮； c)站I极I的主机接收到零功率起动指令后，发出解锁站2极I和站I极2换流器的指令，站2极I的主机和站I极2的主机接收到指令后发出绝对最小滤波器投入指令，待绝对最小滤波器投入后，即解锁各自的换流器，解除移相，同时将各自的解锁信号通过站间通信和极间通信送至站I极I的主机；站I极I的主机收到站2极I和站I极2的换流器解锁信号后，通过站间通信将解锁站2极2换流器的指令先送至站2极1，站2极I收到后通过极间通信送至站2极2的主机，站2极2的主机收到指令后解锁站2极2换流器，站I极I的主机发出解锁站2极2换流器的指令后延时T ms解锁站I极I换流器，站2极2和站I极I换流器解锁后均解除移相，在定电流控制器的作用下，两极的电压电流同时建立，由于两个极的功率传输方向相反，所以由站I交流电网送到站2交流电网的总功率为零； 或者，站2极2的主机接收到零功率起动指令后，发出解锁站I极2和站2极I换流器的指令，站I极2的主机和站2极I的主机接收到指令后发出绝对最小滤波器投入指令，待绝对最小滤波器投入后，即解锁各自的换流器，解除移相，同时将各自的解锁信号通过站间通信和极间通信送至站2极2的主机； 站2极2的主机收到站I极2和站2极I的换流器解锁信号后，通过站间通信将解锁站I极I换流器的指令先送至站I极2，站I极2收到后通过极间通信送至站I极I的主机，站I极I的主机收到指令后解锁站I极I换流器，站2极2的主机发出解锁站I极I换流器的指令后延时T ms解锁站2极2换流器，站I极I和站2极2换流器解锁后均解除移相，在定电流控制器的作用下，两极的电压电流同时建立，由于两个极的功率传输方向相反，所以由站I交流电网送到站2交流电网的总功率为零； d)通过调节极I的输送功率，实现站I交流电网送到站2交流电网的总功率的调节，其大小等于极I的输送功率与极2的输送功率的差值。
2.如权利要求1所述的直流输电系统零功率起动的方法，其特征是:所述设置零功率起动模式和零功率起动按钮，在运行人员操作后台画面上设置软按钮，或者在屏柜内设置实际按钮。
3.如权利要求1所述的直流输电系统零功率起动的方法，其特征是:所述时延Tms包括站间通道时延、极间通道时延和软件处理时延。
4.如权利要求1或3所述的直流输电系统零功率起动的方法，其特征是:T的取值范围是 5_100ms。
5.如权利要求1所述的直流输电系统零功率起动的方法，其特征是:直流输电系统零功率起动时，直流电压设置为全压运行，或者设置为降压运行。
【文档编号】H02J1/00GK104242332SQ201410477533
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】李林, 王永平, 赵文强, 刘建坤, 周前 申请人:南京南瑞继保电气有限公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司