本发明属于多端柔性直流输电系统控制保护技术领域，特别涉及一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法与装置。
背景技术：
柔性直流输电系统在直流输电领域的重要性日益增强，其多端系统(即系统内存在多个换流站)更可体现灵活输电的特点，但多端系统的启动控制是工程应用中必然面临且亟待解决的关键性问题。
早期的三端柔性直流输电系统原先设计未在直流线路、汇流母线或直流极母线连接处装设可切断直流电流的分断设备，因此无法进行第三站的在线投入操作，每次两站转三站运行时，需先将运行的换流站停运下来，在停运状态下，操作直流极隔刀连接第三站，三站再一起操作到解锁运行状态，多端柔性直流输电系统运行灵活性不够。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是要提供一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法与装置，能够在无需将运行的换流站停运下来的前提下进行第三站的在线投入操作，提高多端直流输电系统运行的灵活性。
本发明实施例一方面提供了一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法，包括：
当接收到第一隔离刀闸闭合命令时，合上第一送端换流站的直流极隔离刀闸；
当接收到解锁命令时，控制所述第一送端换流站带直流线路statcom模式解锁，使得所述第一送端换流站工作在控直流电压模式并以额定电压值v1作为直流电压目标值运行；所述直流极隔离刀闸包括正极隔离刀闸与负极隔离刀闸；
当接收到第二隔离刀闸闭合命令时，控制连接在汇流母线与所述第一送端换流站之间的直流断路器两侧的隔离刀闸合上；所述直流断路器包括正极直流断路器与负极直流断路器；所述汇流母线包括连接在第二送端换流站与受端换流站之间的正极汇流母线与负极汇流母线；
当满足在线投入允许条件并且接收到在线投入命令时，将所述第一送端换流站的直流电压目标值由v1切换到所述第二送端换流站的直流母线实测电压v2；v2为所述第二送端换流站的正极电流电压udp2与负极电流电压udn2的差值；
当满足|(udp1-udn1)-v2|<△时，控制所述直流断路器闭合；△为预设的电压差值阈值；
在检测到所述直流断路器闭合后，控制所述第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，多端柔性直流输电系统从二站运行切换到三站运行，使所述第一送端换流站投入到所述受端换流站与所述第二送端换流站所在的多端柔性直流输电系统。
优选地，所述在线投入允许条件为所述第一送端换流站处于运行状态、所述第一送端换流站的直流极隔离刀闸处于合上状态、所述直流断路器两侧的隔离刀闸处于合上状态、所述第二送端换流站与所述受端换流站处于两站正常解锁状态。
优选地，所述方法还包括：
当在所述第一送端换流站的投入过程中检测到异常时，闭锁所述第一送端换流站，断开所述直流断路器以及所述第一送端换流站的交流断路器。
优选地，v1为320千伏，v3为3千伏。
本发明实施例另一方面提供了一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入装置，包括：
第一刀闸控制模块，用于当接收到第一隔离刀闸闭合命令时，合上第一送端换流站的直流极隔离刀闸；
解闭锁模块，用于当接收到解锁命令时，控制所述第一送端换流站带直流线路statcom模式解锁，使得所述第一送端换流站工作在控直流电压模式并以额定电压值v1作为直流电压目标值运行；所述直流极隔离刀闸包括正极隔离刀闸与负极隔离刀闸；
第二刀闸控制模块，用于当接收到第二隔离刀闸闭合命令时，控制连接在汇流母线与所述第一送端换流站之间的直流断路器两侧的隔离刀闸合上；所述直流断路器包括正极直流断路器与负极直流断路器；所述汇流母线包括连接在第二送端换流站与受端换流站之间的正极汇流母线与负极汇流母线；
目标电压切换模块，用于当满足在线投入允许条件并且接收到在线投入命令时，将所述第一送端换流站的直流电压目标值由v1切换到所述第二送端换流站的直流母线实测电压v2；v2为所述第二送端换流站的正极电流电压udp2与负极电流电压udn2的差值；
断路器控制模块，用于当满足|(udp1-udn1)-v2|<△时，控制所述直流断路器闭合；△为预设的电压差值阈值；
模式切换模块，用于在检测到所述直流断路器闭合后，控制所述第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，多端柔性直流输电系统从二站运行切换到三站运行，使所述第一送端换流站投入到所述受端换流站与所述第二送端换流站所在的多端柔性直流输电系统。
优选地，所述在线投入允许条件为所述第一送端换流站处于运行状态、所述第一送端换流站的直流极隔离刀闸处于合上状态、所述直流断路器两侧的隔离刀闸处于合上状态、所述第二送端换流站与所述受端换流站处于两站正常解锁状态。
优选地，所述装置还包括：
异常处理模块，用于当在所述第一送端换流站的投入过程中检测到异常时，闭锁所述第一送端换流站，断开所述直流断路器以及所述第一送端换流站的交流断路器。
优选地，v1为320千伏，v3为3千伏。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法与装置，方法包括通过在第一送端换流站与汇流母线之间的的线路上直流断路器，在投入所述第一送端换流站时，控制第一送端换流站带直流线路以statcom模式解锁运行，第一送端换流站出口的正极直流电压udp1与负极直流电压udn1逐渐稳定到额定值；然后，控制直流断路器两侧的隔离刀闸闭合；其次，将第一送端换流站直流电压控制的目标值由额定值切换到运行换流站的实测值，使直流断路器两侧的电压差值小于预设值；最后，控制直流断路器闭合，第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，从而将所述第一送端换流站投入到多端柔性直流输电系统。该发明能够在无需将运行的换流站停运下来的前提下进行第三站的在线投入操作，从而提高多端柔性直流输电系统运行的灵活性。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的多端柔性直流输电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的多端柔性直流输电系统的换流站在线投入装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请同时参阅图1与图2，其中图1是本发明实施例所提供的多端柔性直流输电系统的结构示意图，图2是本发明实施例所提供的多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法的流程示意图。
所述多端柔性直流输电系统包括第一送端换流站、第二送端换流站以及受端换流站；所述第一送端换流站的正极输出端、所述第二送端换流站的正极输出端与所述所述受端换流站的正极输入端连接，所述第一送端换流站的负极输出端、所述第二送端换流站的负极输出端与所述所述受端换流站的负极输入端连接。所述第一送端换流站与汇流母线之间的的线路上设置有直流断路器；所述直流断路器包括正极直流断路器qf_n与负极直流断路器qf_p；所述汇流母线包括连接在第二送端换流站与受端换流站之间的正极汇流母线与负极汇流母线。所述第一送端换流站的正极输出端与负极输出端分别设置有正极隔离刀闸、负极隔离刀闸；所述正极直流断路器qf_n与负极直流断路器qf_p的两侧分别设置有隔离刀闸。
该方法包括以下步骤：
s1，当接收到第一隔离刀闸闭合命令时，合上第一送端换流站的直流极隔离刀闸；
s2，当接收到解锁命令时，控制所述第一送端换流站带直流线路statcom模式解锁，使得所述第一送端换流站工作在控直流电压模式并以额定电压值v1作为直流电压目标值运行；所述直流极隔离刀闸包括正极隔离刀闸与负极隔离刀闸；
s3，当接收到第二隔离刀闸闭合命令时，控制连接在汇流母线与所述第一送端换流站之间的直流断路器两侧的隔离刀闸合上；所述直流断路器包括正极直流断路器与负极直流断路器；所述汇流母线包括连接在第二送端换流站与受端换流站之间的正极汇流母线与负极汇流母线；
s4，当满足在线投入允许条件并且接收到在线投入命令时，将所述第一送端换流站的直流电压目标值由v1切换到所述第二送端换流站的直流母线实测电压v2；v2为所述第二送端换流站的正极电流电压udp2与负极电流电压udn2的差值；
s5，当满足|(udp1-udn1)-v2|<△时，控制所述直流断路器闭合；△为预设的电压差值阈值；
s6，在检测到所述直流断路器闭合后，控制所述第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，多端柔性直流输电系统从二站运行切换到三站运行，使所述第一送端换流站投入到所述受端换流站与所述第二送端换流站所在的多端柔性直流输电系统。
上述方法可以应用在南澳±160kv多端柔性直流工程，其中，青澳换流站为第一送端换流站，金牛换流站为第二送端换流站，塑城换流站为受端换流站，所述方法用于将青澳换流站投入到金牛换流站与塑城换流站，从二站运行切换到三站运行。
本发明实施例通过在第一送端换流站与汇流母线之间的的线路上直流断路器，在投入所述第一送端换流站时，控制第一送端换流站带直流线路以statcom模式解锁运行，第一送端换流站出口的正极直流电压udp1与负极直流电压udn1逐渐稳定到额定值；然后，控制直流断路器两侧的隔离刀闸闭合；其次，将第一送端换流站直流电压控制的目标值由额定值切换到运行换流站的实测值，使直流断路器两侧的电压差值小于预设值；最后，控制直流断路器闭合，第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，从而将所述第一送端换流站投入到多端柔性直流输电系统。该发明能够在无需将运行的换流站停运下来的前提下进行第三站的在线投入操作，从而提高多端柔性直流输电系统运行的灵活性。
在一种可选的实施方式中，所述在线投入允许条件为所述第一送端换流站处于运行状态、所述第一送端换流站的直流极隔离刀闸处于合上状态、所述直流断路器两侧的隔离刀闸处于合上状态、所述第二送端换流站与所述受端换流站处于两站正常解锁状态。
在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
当在所述第一送端换流站的投入过程中检测到异常时，闭锁所述第一送端换流站，断开所述直流断路器以及所述第一送端换流站的交流断路器，从而保护整个多端柔性直流输电系统。
在一种可选的实施方式中，v1为320千伏，v3为3千伏。
相应地，本发明实施例提供了一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入装置，用于执行上述的多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法。如图3所示，其是本发明实施例提供的多端柔性直流输电系统的换流站在线投入装置的结构框图，包括：
第一刀闸控制模块1，用于当接收到第一隔离刀闸闭合命令时，合上第一送端换流站的直流极隔离刀闸；
解闭锁模块2，用于当接收到解锁命令时，控制所述第一送端换流站带直流线路statcom模式解锁，使得所述第一送端换流站工作在控直流电压模式并以额定电压值v1作为直流电压目标值运行；所述直流极隔离刀闸包括正极隔离刀闸与负极隔离刀闸；
第二刀闸控制模块3，用于当接收到第二隔离刀闸闭合命令时，控制连接在汇流母线与所述第一送端换流站之间的直流断路器两侧的隔离刀闸合上；所述直流断路器包括正极直流断路器与负极直流断路器；所述汇流母线包括连接在第二送端换流站与受端换流站之间的正极汇流母线与负极汇流母线；
目标电压切换模块4，用于当满足在线投入允许条件并且接收到在线投入命令时，将所述第一送端换流站的直流电压目标值由v1切换到所述第二送端换流站的直流母线实测电压v2；v2为所述第二送端换流站的正极电流电压udp2与负极电流电压udn2的差值；
断路器控制模块5，用于当满足|(udp1-udn1)-v2|<△时，控制所述直流断路器闭合；△为预设的电压差值阈值；
模式切换模块6，用于在检测到所述直流断路器闭合后，控制所述第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，多端柔性直流输电系统从二站运行切换到三站运行，使所述第一送端换流站投入到所述受端换流站与所述第二送端换流站所在的多端柔性直流输电系统。
在一种可选的实施方式中，所述在线投入允许条件为所述第一送端换流站处于运行状态、所述第一送端换流站的直流极隔离刀闸处于合上状态、所述直流断路器两侧的隔离刀闸处于合上状态、所述第二送端换流站与所述受端换流站处于两站正常解锁状态。
在一种可选的实施方式中，所述装置还包括：
异常处理模块，用于当在所述第一送端换流站的投入过程中检测到异常时，闭锁所述第一送端换流站，断开所述直流断路器以及所述第一送端换流站的交流断路器。
在一种可选的实施方式中，v1为320千伏，v3为3千伏。
需要说明的是，本发明实施例的多端柔性直流输电系统的换流站在线投入装置用于执行上述多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法的所有方法步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种多端柔性直流输电系统的换流站在线投入方法与装置，方法包括通过在第一送端换流站与汇流母线之间的的线路上直流断路器，在投入所述第一送端换流站时，控制第一送端换流站带直流线路以statcom模式解锁运行，第一送端换流站出口的正极直流电压udp1与负极直流电压udn1逐渐稳定到额定值；然后，控制直流断路器两侧的隔离刀闸闭合；其次，将第一送端换流站直流电压控制的目标值由额定值切换到运行换流站的实测值，使直流断路器两侧的电压差值小于预设值；最后，控制直流断路器闭合，第一送端换流站由控直流电压模式切换到控有功功率模式，从而将所述第一送端换流站投入到多端柔性直流输电系统。该发明能够在无需将运行的换流站停运下来的前提下进行第三站的在线投入操作，从而提高多端柔性直流输电系统运行的灵活性。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。