CN104184138B - 一种多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，根据已运行多端柔性直流输电系统及需退出站的运行工况，通过简单可靠的一系列顺控操作，分别隔离换流阀与直流线路和交流系统的连接，使指定运行站退出运行，其余运行站不受影响，继续传输功率，从而实现多端柔性直流输电系统中单端退出运行系统。

Description

一种多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法
技术领域
本发明涉及高压直流输电领域，具体涉及一种用于多端柔性直流输电系统的单端退出运行系统的方法。
背景技术
随着电力电子器件和控制技术的进步，柔性直流容量和电压等级越来越高。多端柔性直流输电在运行灵活性、可靠性上比两端柔性直流输电更有优势，同时构建多端柔性直流输电能够满足电网互联、城市电网供电、多个风电场(新能源)互联等，具有重要意义。但多端柔性直流输电系统相对两端柔性直流输电更加复杂，运行要求更高，针对多端直流输电系统中如何将某一端退出运行而不影响运行系统的正常运行，目前还没有很好的方法。
申请公布号为CN102856897A的中国专利申请“一种三端柔性直流输电系统的停运方法和策略”，公开了一种针对两送端一受端的三端系统的停运方法和策略，该专利申请中将三端换流站划分为送端换流站和受端换流站，送端换流站可以单独停运，而受端换流站停运时，需要整个三端柔性直流系统全部停运。
这种停运方法和策略存在两个缺陷：缺陷之一在于一旦受端换流站停运，整个系统都必须停运，缺陷之二在于仅适用于二送一受的三端系统，随着换流站节点的增加，必然会出现多送多受的多端系统，而且运行过程中功率接受换流站和功率发送换流站可以相互转变，所以该专利所述方法显然不能满足未来工程的需要。
为了提高多端柔性直流输电稳定性和可靠性，充分发挥多端柔性直流输电灵活性等优势，需要一种适用于多端柔性直流输电系统的单端换流站退出运行的方法和策略。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，使多端柔性直流输电系统保持安全稳定可靠灵活地运行，避免单个换流站停运，整个多端系统全部停运的缺陷，本发明提供了一种用于多端柔性直流输电系统的单端退出运行系统的方法和策略，能够在不影响整个系统运行的情况下，单独停运隔离某一个换流站。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，所述多端柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的N个换流站(N≥1)，其中每个换流站的直流侧包括分别安装于正极、负极的两组隔离装置，交流侧包括串联的交流进线开关，其特征在于：
1)换流站正常退出的情况下包括以下步骤：
(1)如需停运站为直流电压控制站，先将该站切换为有功功率控制模式；
(2)需停运站为有功功率控制或频率控制时，先降低该换流站的有功功率和无功功率至特定功率定值以下；
(3)闭锁换流阀；
(4)分开换流站的交流侧开关设备，使换流阀与交流系统隔离；
(5)分开换流站的直流侧隔离设备，使换流阀与直流母线隔离；
2)换流站故障退出的情况下包括以下步骤：
(1)故障出现后，闭锁换流阀；
(2)如该站为直流电压控制站，则其余换流站之一切换为直流电压控制站；
(3)分开换流站的交流侧开关设备，使换流阀与交流系统隔离；
(4)分开换流站的直流侧隔离设备，使换流阀与直流母线隔离。
上述方案中，交流侧的交流进行开关和换流阀之间串联接入联结变压器或换流变压器。
上述方案中，交流侧的交流进行开关和换流阀之间串联接入充电电阻，所述充电电阻的两端还并联旁路开关或旁路刀闸。
上述方案中，换流站分为直流电压控制站、有功功率控制站和频率控制站。
上述方案中，换流站正常退出时，换流站的有功功率和无功功率降至的特定功率定值以减少对系统的冲击和确保一次设备安全为整定依据。
上述方案中，所述情况1)的(4)、(5)的操作顺序可以互换。
上述方案中，所述情况2)的(3)、(4)的操作顺序可以调换。
上述方案中，所述运行系统可以有任意数量换流站。
上述方案中，如系统有多个运行换流站需要退出，可同时或依次退出，不分先后。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的了一种多端柔性直流输电系统单端退出运行的方法和策略，避免某一端退出运行时导致整个运行系统都退出运行；
(2)本发明提供的了一种多端柔性直流输电系统单端退出运行的方法和策略，适用于N(N≥1)端柔性直流输电系统，具有良好的通用性和扩展性；
(3)本发明提供的了一种多端柔性直流输电系统单端退出运行的方法和策略，适用于柔性直流输电系统的工程应用，操作简单，控制有效。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一个五端柔性直流输电系统的原理图；
图2为本发明实施例提供的多端柔性直流输电系统单端正常退出运行系统的操作流程图；
图3为本发明实施例提供的多端柔性直流输电系统单端故障退出运行系统的操作流程图。
具体实施方式
下面通过附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明公开了一种多端柔性直流输电单端退出运行系统的方法，所述多端柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的N个换流站(N≥1)，其中每个换流站的直流侧包括分别安装于正极负极的两组隔离装置，交流侧包括相互串联的交流进线开关、换流变压器和充电电阻，所述充电电阻的两端还并联旁路开关。
如图1所示为五端柔性直流输电系统，运行站1运行在直流电压控制模式，运行站2—站5运行在有功功率控制模式，用图2所示步骤操作：
(1)如需停运站为站1，为直流电压控制站，可根据CN102969733A所述的方法将站1切换为有功功率控制模式，同时站2切换为直流电压控制模式；
如需停运站为站2-站5，则可直接进入下一个操作步骤；
(2)降低需停运站的有功功率和无功功率，降到退出时对系统影响较小为止，所述功率值需根据具体系统整定，推荐将功率降为0；
(3)闭锁换流阀；
(4)分开换流站的交流侧开关设备，使换流阀与交流系统隔离；
(5)分开换流站的直流侧隔离设备，使换流阀与直流母线隔离；
(6)至此完成单个换流站退出运行系统的工作，多个需停运的换流站可独立依照(1)—(5)的步骤停运退出运行系统，他们的操作不分先后；
(7)当最后一个换流站退出系统时，整个多端柔性直流运行系统完成正常停运。
若某一换流站的交流侧出现故障，导致保护动作，为了快速单独隔离故障站，按照图3所示步骤操作：
(1)故障出现，为保护换流阀等设备，需立即闭锁换流阀；
(2)如直流电压控制站站1出现故障，可根据CN102969733A所述的方法将剩余的某一站(例如站2)切换为直流电压控制模式；有功功率控制站或频率控制站可跳过此步骤；
(3)分开故障站的交流侧开关设备，使换流阀与交流系统隔离；
(4)分开故障站的直流侧隔离设备，使换流阀与直流母线隔离；
若直流侧出现故障，会导致五个换流站都保护动作，整个系统停止运行。
本发明以五端柔性直流输电系统介绍实施方案，但本发明不限于五端系统，对N(N≥1)端柔性直流输电系统都适用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，所述多端柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的N个换流站，N为自然数且N大于等于1，其中每个换流站的直流侧包括分别安装于正极、负极的两组隔离装置，交流侧包括串联的交流进线开关，其特征在于：
1）换流站正常退出的情况下包括以下步骤：
（1）如需停运站为直流电压控制站，先将该站切换为有功功率控制模式；
（2）需停运站为有功功率控制或频率控制时，先降低该换流站的有功功率和无功功率至特定功率定值以下；
（3）闭锁换流阀；
（4）分开换流站的交流侧开关设备，使换流阀与交流系统隔离；
（5）分开换流站的直流侧隔离设备，使换流阀与直流母线隔离；
2）换流站故障退出的情况下包括以下步骤：
（1）故障出现后，闭锁换流阀；
（2）如该站为直流电压控制站，则其余换流站之一切换为直流电压控制站；
（3）分开换流站的交流侧开关设备，使换流阀与交流系统隔离；
（4）分开换流站的直流侧隔离设备，使换流阀与直流母线隔离。
2.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：交流侧的交流进线开关和换流阀之间串联接入联结变压器或换流变压器。
3.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：交流侧的交流进线开关和换流阀之间串联接入充电电阻，所述充电电阻的两端还并联旁路开关或旁路刀闸。
4.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：换流站分为直流电压控制站、有功功率控制站和频率控制站。
5.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：换流站正常退出时，换流站的有功功率和无功功率降至的特定功率定值以减少对系统的冲击和确保一次设备安全为整定依据。
6.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：所述情况1）的(4)、(5)的操作顺序可以互换。
7.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：所述情况2）的(3)、(4)的操作顺序可以调换。
8.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：所述运行系统可以有任意数量换流站。
9.如权利要求1所述的多端柔性直流输电系统单端退出运行系统的方法，其特征在于：如系统有多个运行换流站需要退出，可同时或依次退出，不分先后。
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