CN103311945B - 一种高压直流输电系统的起动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压直流输电系统的起动方法，若站间通信故障且频率控制功能投入时，将整流侧的电流指令设置为1.0pu，同时取消该整流侧的定电压控制器的电压参考值补偿，在逆变侧增加电压参考值补偿，设置两侧的电压参考值；解锁逆变侧，强制逆变侧工作在定熄弧角控制模式；人工解锁整流侧，整流侧解锁后解除移相命令，当整流侧定电流控制器输出下降到等于定电压控制器的输出时，整流侧定电压控制器起作用；检测逆变侧直流电压，补偿电流裕度；逆变侧进入定电流控制模式，将电流控制在最小运行电流，起动过程结束。此种起动方法可在站间通信故障的条件下协调两侧控制器工作，实现起动后整流侧定电压控制，逆变侧定电流/功率控制。

Description

一种高压直流输电系统的起动方法

技术领域

本发明属于高压直流输电领域和特高压直流输电领域，特别涉及一种高压直流输电系统的起动方法。

背景技术

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侧和整流侧分别解锁，建立起两站的功率流。在极的起动和停运过程中，两站的解锁和闭锁的状态通过站间的通信通道相互传递，从而在这些过程中两站的解锁和闭锁的先后顺序得到保证。在站间通信故障时，两站人员通过电话联系协调两站的解锁闭锁顺序；先解锁逆变侧，电话确认逆变侧解锁后，整流侧人工解锁。

站间通信故障时刻存在随机性，可能出现在起动之前，也可能出现在运行过程中，本案主要研究在起动之前出现站间通信故障的情况。

在高压直流输电系统里，两站均配置了定电流控制器（如图1所示）、定电压控制器（如图2所示）和定熄弧角控制器，采用限幅的方式在三个控制器之间进行协调配合，如图3所示。

图1示出了定电流控制器的逻辑原理，电流测量值减去电流指令值而得到偏差值，该偏差值输入比例积分环节，比例积分环节的输出经限幅环节后，得到定电流控制器的输出，其中，电流指令值为电流指令参考值与电流裕度补偿的和再减去电流裕度，所述电流裕度在整流侧为0，在逆变侧为0.1pu。

图2示出了定电压控制器的逻辑原理，其中，电压测量值取绝对值后减去电压指令值，得到的偏差值输入比例积分环节，该比例积分环节的输出经限幅环节后，得到定电压控制器的输出，其中，电压指令值为电压参考值与电压参考值补偿的和。

定熄弧角控制器的输出作为电压调节器的最大值限幅，电压调节器的输出在逆变运行时作为电流调节器的最大值限幅，在整流运行时作为最小值限幅。在两端电流调节器同时工作时，为了避免引起调节不稳定，逆变侧电流调节器的定值一般比整流侧小0.1pu，这就是电流裕度。当进入逆变器定电流控制时，由于直流电流减小一个裕度，使直流输送功率也相应减小。为了弥补直流功率的减少，直流输电工程采用了电流裕度补偿功能。它的原理是同时提高两端电流调节器的定值：当整流侧进入最小触发角限制时，将实际电流与原电流定值的差加到电流调节器最后使用的定值上，这个新值也将送到逆变侧，提高正在工作的电流调节器的定值，达到既补偿直流功率的损失，也不造成两端调节器来回切换不稳定。同时整流侧的定电压控制器参考值在逆变站电压参考值基础上增加了一个补偿，从而使得其只有在整流侧过电压的时候才起作用。

频率控制是高压直流输电系统中的一种稳定控制方法，其利用直流系统的快速可控性，通过调节直流功率，达到改变所连交流系统频率。当与直流系统相连接的交流系统受到扰动时，频率控制功能通过调节直流系统的传输功率使交流系统恢复到稳定。在受端交流电网为弱系统时，频率控制对系统稳定尤为重要。

在常规直流输电里，整流侧采用定电流/功率控制，逆变侧采用定电压或定熄弧角控制。由于整流侧定电流/功率控制，因此，常规直流里的频率控制器配置在整流侧，逆变站的频率控制是通过将逆变侧的频率测量值经过站间通信送到整流侧的频率控制器执行的。当站间通信故障时，逆变侧的频率测量值无法送到整流侧，如果通过采用调节逆变侧的直流电压调频，一方面直流电压的减小会增大无功的损耗，另一方面，直流电压的调节范围有限，导致调频能力有限。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高压直流输电系统的起动方法，其可在站间通信故障的条件下协调两侧控制器工作，实现起动后整流侧定电压控制，逆变侧定电流/功率控制。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高压直流输电系统的起动方法，若站间通信正常，或频率控制功能退出时，起动后整流侧定电流/功率控制，逆变侧定电压控制；若站间通信故障并且频率控制功能投入时，按照以下步骤起动：

（1）起动前，将整流侧的电流指令设置为1.0pu，同时取消该整流侧的定电压控制器的电压参考值补偿，在逆变侧增加电压参考值补偿，根据直流系统运行需要设置两侧的电压参考值；

（2）先解锁逆变侧，待逆变侧解锁后，检测直流电压，若该直流电压小于第一阈值，则强制逆变侧工作在定熄弧角控制模式；

（3）逆变侧解锁后，人工解锁整流侧，整流侧解锁后解除移相命令，之后在定电流控制器的作用下触发角逐渐减小，直流电压逐渐增大，当整流侧定电流控制器输出下降到等于定电压控制器的输出时，整流侧定电压控制器起作用，将直流电压控制在起动前设定的电压参考值；

（4）检测逆变侧直流电压，若该电压值大于第二阈值，补偿电流裕度；

（5）检测逆变侧直流电压，若大于第一阈值则解除强制定熄弧角控制模式，所述逆变侧进入定电流控制模式，将电流控制在最小运行电流，起动过程结束。

上述第一阈值的取值范围是0.06～0.10pu。

上述第二阈值的取值范围是0.04～0.10pu，且第二阈值的取值小于第一阈值的取值。

采用上述方案后，本发明为满足站间通信故障下的逆变侧的频率控制需求，提出起动后改变两站的控制方式，整流侧由定电流控制改为定电压控制，逆变侧由定电压控制改为定电流控制，通过对起动前两站控制参数和起动过程中控制策略的合理设置，实现起动后整流侧定电压控制，逆变侧定电流/功率控制，从而为站间通信故障下的逆变侧频率控制提供调节，确保起动过程中电压电流建立平稳。

附图说明

图1是定电流控制器的逻辑框图；

图2是定电压控制器的逻辑框图；

图3是定电流控制器、定电压控制器和定熄弧角控制器三者之间的限幅逻辑框图；

其中，ALPHA指令为经过限幅后的定电流控制输出。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种高压直流输电系统的起动方法，适用于一极站间通信故障且频率控制功能投入起动的情况，所述起动方法包括如下步骤：

（1）起动前，在站间通信故障且“频率控制”选择启用时，将整流侧的电流指令设置为1.0pu，同时取消该整流侧的定电压控制器的电压参考值补偿，在逆变侧增加电压参考值补偿，根据直流系统运行需要设置两侧的电压参考值；

（2）先解锁逆变侧，待逆变侧解锁后，检测直流电压，若该直流电压小于阈值C，则强制逆变侧工作在定熄弧角控制模式，阈值C的取值范围是0.06～0.10pu；

（3）逆变侧解锁后，人工解锁整流侧，整流侧解锁后解除移相命令，之后在定电流控制器的作用下触发角逐渐减小，直流电压逐渐增大。设定整流侧定电压控制器的输出作为定电流控制器的下限，当整流侧定电流控制器输出下降到等于定电压控制器的输出时，整流侧定电压控制器起作用，将直流电压控制在起动前设定的电压参考值；

（4）检测逆变侧直流电压，若该电压值大于阈值D，补偿电流裕度，其中，阈值D的取值范围是0.04～0.10pu，且阈值D的取值小于阈值C的取值；

（5）检测逆变侧直流电压，若大于阈值C则解除强制定熄弧角控制模式，由于逆变侧定熄弧角控制器输出作为定电压控制器的上限，定电压控制器的输出作为定电流控制器的上限，补充电流裕度后，逆变侧定电流控制器的输出减小，所述逆变侧进入定电流控制模式，将电流控制在最小运行电流，起动过程结束。

需要说明的是，在站间通信正常，或“频率控制”选择退出时，按常规方式起动，即起动后为整流侧定电流/功率控制，逆变侧定电压控制。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高压直流输电系统的起动方法，其特征在于：若站间通信正常，或频率控制功能退出时，起动后整流侧定电流/功率控制，逆变侧定电压控制；若站间通信故障并且频率控制功能投入时，按照以下步骤起动：

(1)起动前，将整流侧的电流指令设置为1.0pu，同时取消该整流侧的定电压控制器的电压参考值补偿，在逆变侧增加电压参考值补偿，根据直流系统运行需要设置两侧的电压参考值；

(2)先解锁逆变侧，待逆变侧解锁后，检测直流电压，若该直流电压小于第一阈值，则强制逆变侧工作在定熄弧角控制模式；

(3)逆变侧解锁后，人工解锁整流侧，整流侧解锁后解除移相命令，之后在定电流控制器的作用下触发角逐渐减小，直流电压逐渐增大，当整流侧定电流控制器输出下降到等于定电压控制器的输出时，整流侧定电压控制器起作用，将直流电压控制在起动前设定的电压参考值；

(4)检测逆变侧直流电压，若该电压值大于第二阈值，补偿电流裕度；

(5)检测逆变侧直流电压，若大于第一阈值则解除强制定熄弧角控制模式，所述逆变侧进入定电流控制模式，将电流控制在最小运行电流，起动过程结束；

其中，所述第一阈值的取值范围是0.06～0.10pu；所述第二阈值的取值范围是0.04～0.10pu，且第二阈值的取值小于第一阈值的取值。