CN102856897B - 一种三端柔性直流输电系统的停运方法与策略 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种三端柔性直流输电系统的停运方法与策略，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于，将其中两个换流站设为送端换流站（VSC1、VSC2），一个换流站为受端换流站（VSC3），三个换流站之间通过直流线路连接，系统的停运方法与策略为：1）送端换流站退出运行，送端换流站退出运行只能是二个中的任一个退出运行，当送端换流站中的一个退出运行时，三端系统变为二端系统，系统不会导致整个系统停运；2）受端换流站退出运行，由于受端换流站位于电网侧，与受端系统相连接，因此，受端换流站退出运行意味着整个三端系统停运，受端换流站退出运行相当于整个系统退出运行。本发明具有逻辑清晰、可操作性强、可靠性高的有益效果。

Description

一种三端柔性直流输电系统的停运方法与策略

技术领域

本发明涉及直流输电系统的停运方法，尤其是一种三端柔性直流输电系统的停运方法与策略。属于电力系统输配电技术领域。

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。

目前，柔性直流输电系统在国内外已经有较多的工程应用，但全部都是基于双端系统（两个换流站之间）进行设计的方案，两个换流站之间进行停运方案与传统直流工程没有太大差别。但在三端或三端以上的多端系统中，其运行方式较双端系统更为多样，启动时需考虑的因素也更多，因此，正确可靠的停运方案可使多端柔性直流输电系统保持安全稳定运行，同时也能减少系统启动对电网的冲击。多端柔性直流输电系统

现有技术中，由于国内外还没有出现多端柔性直流输电系统的相关工程，因此关于多端柔性直流输电系统的停运策略，更没有相关的工程中实施。

随着柔性直流输电技术的发展，三端柔性直流输电系统已经成为技术发展的趋势，由于其在海岛送电上具有广泛的应用价值，针对两送端一受端的三端系统已逐步列入我国的工程规划中，因此针对此类三端柔性直流输电系统的停运策略就成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，是为了使多端柔性直流输电系统保持安全稳定运行、减少系统启动对电网的冲击，提供一种三端柔性直流输电系统的停运方法与策略。能够安全、合理、经济地使三端柔性直流输电系统由运行状态进入停运状态。

本发明的目的可以通过以下技术方案达到：

一种三端柔性直流输电系统的停运方法与策略，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于，将其中两个换流站设为送端换流站（VSC1、VSC2），一个换流站为受端换流站（VSC3），三个换流站之间通过直流线路连接，系统的停运方法与策略为：

1）送端换流站退出运行

送端换流站退出运行只能是二个中的任一个退出运行，当送端换流站中的一个退出运行时，三端系统变为二端系统，系统不会导致整个系统停运，送端换流站之一退出运行的步骤如下：

（1）送端换流站之一按照停运过程中需要停止系统的功率传送，即逐渐减少送端换流站之一的有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值；

（2）闭锁送端换流站之一换流阀的触发脉冲，使送端换流站之一的换流器进入闭锁状态；

（3）送端换流站之一进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与该换流站断开；

（4）送端换流站之一进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离送端换流站之一的换流器与交流系统的联系；

2）受端换流站退出运行

由于受端换流站位于电网侧，与受端系统相连接，因此，受端换流站退出运行意味着整个三端系统停运，受端换流站退出运行相当于整个系统退出运行；其基本步骤如下：

a)二个送端换流站按照停运过程中对直流电流变化规律的要求，逐渐减少有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值直至零；

b)闭锁二个送端换流站和受端换流站中换流阀的触发脉冲，分别使二个送端换流站和受端换流站的换流器进入闭锁状态；

c)在二个送端换流站和受端换流站中进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与所述换流站断开；

d)在二个送端换流站和受端换流站中进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离二个送端换流站和受端换流站的换流器与交流系统的联系。

进一步的技术解决方案，在送端换流站退出运行过程中，该送端换流站可通过如下方式进行有功、无功的调节：

在三相电网电压平衡条件下，取电网电压矢量的方向为d轴方向，有u_sd=U_s，U_s为电网电压空间矢量的模值，u_sq=0，则进行有功、无功的调节的表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}p=\frac{3}{2}{U}_s{i}_{\mathrm{sd}}\\ q=-\frac{3}{2}{U}_s{i}_{\mathrm{sq}}\end{array}\right.$

通过i_sd、i_sq分别控制p、q，实现有功功率和无功功率的独立调节。

进一步的技术解决方案，当需要长时间停运或需对各换流站的换流阀进行检修时，对该换流阀各个子模块电容进行放电。

本发明具有如下突出的有益效果：

1、本发明通过按照设定的步骤顺序对交、直流侧换流站的开关设备进行操作，换流器的解锁或闭锁，使直流功率按照给定速率上升或下降等操作来实现柔性直流输电系统的停运，确保三端柔性直流输电系统的器件不受损坏，避免引发系统故障，具有保证系统安全可靠地运行的有益效果。

2、本发明明确了各换流站的停运方案，可根据情况选择相应的方案，避免了停运时可能会产生的误操作，保证系统的稳定运行；在停运送端站时，保证另外两个站不受其影响，维持稳定运行，有效减少系统停运对电网侧的影响。具有逻辑清晰、可操作性强、可靠性高的有益效果。

附图说明

图1为本发明涉及的三端柔性直流输电系统的结构示意图。

图2为本发明涉及的换流站的拓扑结构示意图。

图3是送端换流站的停运流程图。

图4是受端换流站的停运流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：

具体实施例1：

参照图1，本实施例在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其中两个换流站设为送端换流站（VSC1、VSC2），一个换流站为受端换流站VSC3，三个换流站之间通过直流线路连接，系统的停运方法与策略为：

1）送端换流站VSC1退出运行

当送端换流站VSC1退出运行时，送端换流站VSC2正常运行，三端系统变为二端系统，系统不会导致整个系统停运，送端换流站VSC1退出运行的步骤如下：

（1）送端换流站VSC1按照停运过程中需要停止系统的功率传送，即逐渐减少送端换流站VSC1的有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值；

（2）闭锁送端换流站VSC1换流阀的触发脉冲，使送端换流站VSC1的换流器进入闭锁状态；

（3）送端换流站VSC1进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与该换流站断开；

（4）送端换流站VSC1进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离送端换流站送端换流站VSC1的换流器与交流系统的联系；

2）受端换流站退出运行

由于受端换流站位于电网侧，与受端系统相连接，因此，受端换流站退出运行意味着整个三端系统停运，受端换流站退出运行相当于整个系统退出运行；其基本步骤如下：

a)二个送端换流站按照停运过程中对直流电流变化规律的要求，逐渐减少有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值直至零；

b)闭锁二个送端换流站和受端换流站中换流阀的触发脉冲，分别使二个送端换流站和受端换流站的换流器进入闭锁状态；

c)在二个送端换流站和受端换流站中进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与所述换流站断开；

d)在二个送端换流站和受端换流站中进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离二个送端换流站和受端换流站的换流器与交流系统的联系。

参照图2，在送端换流站退出运行过程中，该送端换流站可通过如下方式进行有功、无功的调节：

在三相电网电压平衡条件下，取电网电压矢量的方向为d轴方向，有u_sd=U_s，U_s为电网电压空间矢量的模值，u_sq=0，则进行有功、无功的调节的表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}p=\frac{3}{2}{U}_s{i}_{\mathrm{sd}}\\ q=-\frac{3}{2}{U}_s{i}_{\mathrm{sq}}\end{array}\right.$

通过i_sd、i_sq分别控制p、q，实现有功功率和无功功率的独立调节。

当需要长时间停运或需对各换流站的换流阀进行检修时，对该换流阀各个子模块电容进行放电。

具体实施例2：

本实施例2中，三端柔性直流输电系统的组成、换流站中有功功率、无功功率的调节方法与具体实施例1相同，系统的停运方法与策略为：

1）送端换流站VSC2退出运行

当送端换流站VSC2退出运行时，送端换流站VSC1正常运行，三端系统变为二端系统，系统不会导致整个系统停运，送端换流站VSC2退出运行的步骤如下：

（1）送端换流站VSC2按照停运过程中需要停止系统的功率传送，即逐渐减少送端换流站VSC2的有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值；

（2）闭锁送端换流站VSC2换流阀的触发脉冲，使送端换流站VSC1的换流器进入闭锁状态；

（3）送端换流站VSC2进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与该换流站断开；

（4）送端换流站VSC2进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离送端换流站送端换流站VSC2的换流器与交流系统的联系；

2）受端换流VSC3站退出运行

由于受端换流站位于电网侧，与受端系统相连接，因此，受端换流站退出运行意味着整个三端系统停运，受端换流站退出运行相当于整个系统退出运行；其基本步骤如下：

a)二个送端换流站按照停运过程中对直流电流变化规律的要求，逐渐减少有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值直至零；

b)闭锁二个送端换流站和受端换流站中换流阀的触发脉冲，分别使二个送端换流站和受端换流站的换流器进入闭锁状态；

c)在二个送端换流站和受端换流站中进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与所述换流站断开；

d)在二个送端换流站和受端换流站中进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离二个送端换流站和受端换流站的换流器与交流系统的联系。

另外，图3公开的内容是二个送端换流站1，2（VSC1、VSC2）的停运方法步骤，图4所公开的内容是受端换流站3（VSC3）的停运方法步骤。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种三端柔性直流输电系统的停运方法，在三端柔性直流输电系统中设有三个换流站，其特征在于，将其中两个换流站设为送端换流站(VSC1、VSC2)，一个换流站为受端换流站(VSC3)，三个换流站之间通过直流线路连接，系统的停运方法与策略为：

1)送端换流站退出运行

送端换流站退出运行只能是二个中的任一个退出运行，当送端换流站中的一个退出运行时，三端系统变为二端系统，不会导致整个系统停运，送端换流站之一退出运行的步骤如下：

(1)送端换流站之一按照停运过程中需要停止系统的功率传送，即逐渐减少送端换流站之一的有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值；

(2)闭锁送端换流站之一换流阀的触发脉冲，使送端换流站之一的换流器进入闭锁状态；

(3)送端换流站之一进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与该换流站断开；

(4)送端换流站之一进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离送端换流站之一的换流器与交流系统的联系；

2)受端换流站退出运行

由于受端换流站位于电网侧，与受端系统相连接，因此，受端换流站退出运行意味着整个三端系统停运，受端换流站退出运行相当于整个系统退出运行；其基本步骤如下：

a)二个送端换流站按照停运过程中对直流电流变化规律的要求，逐渐减少有功功率控制器的参考值直到零，同时逐渐降低无功功率的参考值直至零；

b)闭锁二个送端换流站和受端换流站中换流阀的触发脉冲，分别使二个送端换流站和受端换流站的换流器进入闭锁状态；

c)在二个送端换流站和受端换流站中进行直流侧开关设备的操作，使直流线路与所述二个送端换流站和受端换流站断开；

d)在二个送端换流站和受端换流站中进行交流侧开关设备的操作，跳开交流断路器，彻底隔离二个送端换流站和受端换流站的换流器与交流系统的联系。

2.如权利要求1所述的一种三端柔性直流输电系统的停运方法，其特征在于：在送端换流站退出运行过程中，该送端换流站通过如下方式进行有功、无功的调节：

在三相电网电压平衡条件下，取电网电压矢量的方向为d轴方向，有u_sd＝U_s，U_s为电网电压空间矢量的模值，u_sq＝0，则进行有功、无功的调节的表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}p=\frac{3}{2}{U}_s{i}_{\mathrm{sd}}\\ q=-\frac{3}{2}{U}_s{i}_{\mathrm{sq}}\end{array}\right.$

通过i_sd、i_sq分别控制有功功率p、无功功率q，实现有功功率和无功功率的独立调节。

3.如权利要求1或2所述的一种三端柔性直流输电系统的停运方法，其特征在于：当需要长时间停运或需对各换流站的换流阀进行检修时，对该换流阀各个子模块电容进行放电。