CN105870910A - 一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法 - Google Patents

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翟冬玲
姚蜀军
王英沛
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Abstract

本发明公开了属于电力设备运行控制技术领域的一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法。控制模式的转换是在多端直流输电系统稳定运行后，改变需要转换控制模式的逆变站的电流裕度，将电流裕度由原先的电压决定端转移到原先的电流控制端，同时调节任意一个换流站换流变压器分接头档位，电压设定端与电流控制端之间的转换，以实现多端直流输电系统的稳定运行。本发明的方法是在并联式多端直流输电系统稳定运行情况下，逆变端子之间控制模式的转换，并且只需简单的几步就可实现逆变端子之间控制模式快速平稳的转换；从而极大提高了个别换流站退出运行的速率和系统的稳定性。

Description

一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法
技术领域
本发明属于电力设备运行控制技术领域，特别涉及一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法。
背景技术
在大区电网互联中，区域电网之间通过直流输电系统进行互联，有利于实现大区电网间的非同步运行与隔离，可以克服容量过大的交流电力系统长距离互联所带来的稳定问题，改善大区电网的动态品质，和提高大区电网的稳定性。然而，传统的直流输电系统大多为双端系统，仅能实现点对点的直流功率传送，当多个交流系统间采用直流互联时，需要多条直流输电线路，这将极大提高投资成本和运行费用。于是，多端直流输电(Multi-terminal HVDC,即MTDC)系统便应运而生。
近20年来，随着两端直流输电技术日趋完善，直流输电应用越来越广，线路越来越多，对多端直流的需求更为迫切。特别是随着全控型电力电子器件的发展，基于器件换流的VSC型高压直流输电获得应用，传统线路换流直流输电与VSC型高压直流输电结合为多端直流输电开辟了新的领域。不少国家对多端直流输电技术的研究变得十分活跃。已有多个多端直流输电运行和在建。我国也已将多端高压直流输电列入研究、规划和示范建设的进程中了。
多端直流输电系统的接线方式，主要分为并联式和串联式两类。在并联式的多端直流输电系统中，所有换流站的直流电压都是相同的。并联式传统多端直流输电系统稳定运行后，只有一个端子控制电压，其余的端子控制电流。稳定运行时，会经常遇到电压设定端与电流控制端的转换问题。例如，当电压设定端退出运行时，需要将电压设定端的逆变站转化为电流控制端，另一电流控制端转化为电压设定端。本发明专利的目标就是保证并联式多端直流输电系统平稳运行的前提下，提供一种可靠的控制策略，实现稳定运行时，电压设定端与电流控制端之间的转换。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法，所述并联式多端直流输电系统由一个双极12脉动整流站B1和第一双极12脉动逆变站B2和第二双极12脉动逆变站B3组成；在整流站和逆变站内包括换流器、换流变压器和平波电抗器；其中换流变压器均采用三相双绕组变压器；其特征在于，具体控制模式转换步骤如下：
1)在双极12脉动整流站B1设有定电流控制和最小触发角控制；在第一双极12脉动的逆变站B2和第二双极12脉动的逆变站B3都设有定电流控制和定熄弧角控制；
2)当并联式多端直流输电系统稳态运行时，将第二双极12脉动逆变站B3转化为电流控制端，第一双极12脉动逆变站B2转化为电压决定端；在将电流裕度ΔId从第二双极12脉动逆变站B3转移到第一双极12脉动逆变站B2的同时，调节第一双极12脉动逆变站B2或第二双极12脉动逆变站B3的换流变压器的分接头，就能快速平稳的实现控制模式的转换；
3)待多端直流输电系统稳定运行后，改变需要转换控制模式的逆变站的电流裕度，将电流裕度由原先的电压决定端转移到原先的电流控制端，同时调节任意一个换流站换流变压器分接头档位，电压设定端与电流控制端之间的转换，以实现多端直流输电系统的稳定运行。
所述分接头档位，如果调节的过小，将无法实现两个逆变站之间控制模式的转换；然而，如果分接头档位调节的过大，将会出现短时过电流的情况，并且分接头档位调节的越大，两个逆变站之间控制模式的转换速率就越快。
所述多端直流输电系统的稳定运行，从电压稳定性的观点出发，为了有利于甩负荷情况下的过电压抑制，在稳态情况下，双极12脉动整流站B1和第一双极12脉动逆变站B2采用定直流电流控制；第二双极12脉动逆变站B3采用定熄弧角控制。
本发明的有益效果是本发明提出了并联式传统多端直流输电系统逆变站之间控制模式的转换方法，在并联式多端直流输电系统稳定运行情况下，逆变端子之间控制模式的转换，并且只需简单的几步就可实现逆变端子之间控制模式快速平稳的转换；从而极大提高了个别换流站退出运行的速率和系统的稳定性。
附图说明
图1为并联式多端直流输电系统主电路接线示意图。
为了验证该方法可以实现逆变端子之间控制模式快速平稳的转换，在PSCAD/EMTDC软件中进行仿真验证。PSCAD/EMTDC软件是电力系统的专业仿真软件，PSCAD是用户仿真界面，EMTDC是仿真引擎，该软件适合于瞬时发生仿真,图2即是仿真结果。
图2为三端直流输电系统控制模式转换波形图，其中(a)为整流站B1、逆变站B2、逆变站B3的直流电压和直流电流运行图；(b)为逆变站B2控制模式转换波形图；(c)为逆变站B3控制模式转换波形图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法，下面结合附图和实施例对本发明予以说明。
图1所示为并联式多端直流输电系统主电路接线示意图。所述并联式多端直流输电系统由一个双极12脉动整流站B1和第一双极12脉动逆变站B2和第二双极12脉动逆变站B3组成；在整流站和逆变站内包括换流器、换流变压器和平波电抗器；其中换流变压器均采用三相双绕组变压器。
图2所示为三端直流输电系统控制模式转换波形图，其中(a)为整流站B1、逆变站B2、逆变站B3的直流电压和直流电流运行波形图；(b)为逆变站B2控制模式转换波形图；(c)为逆变站B3控制模式转换波形图。
实施例
待三端直流输电系统平稳运行后，第二双极12脉动逆变站B3将电流裕度由0.1p.u快速地变为0.0p.u，第一双极12脉动逆变站B2将电流裕度由0.0p.u快速地变为0.1p.u，同时调节第二双极12脉动逆变站B3或第一双极12脉动逆变站B2换流变压器分接头档位，实现两个逆变站间控制模式的转换。分接头档位调节的越大，两个逆变站之间控制模式的转换速率就越快。

Claims (3)

1.一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法，所述并联式多端直流输电系统由一个双极12脉动整流站B1和第一双极12脉动逆变站B2和第二双极12脉动逆变站B3组成；在整流站和逆变站内包括换流器、换流变压器和平波电抗器；其中换流变压器均采用三相双绕组变压器；其特征在于，具体控制模式转换步骤如下：
1)在双极12脉动整流站B1设有定电流控制和最小触发角控制；在第一双极12脉动的逆变站B2和第二双极12脉动的逆变站B3都设有定电流控制和定熄弧角控制；
2)当并联式多端直流输电系统稳态运行时，将第二双极12脉动逆变站B3转化为电流控制端，第一双极12脉动逆变站B2转化为电压决定端；在将电流裕度ΔId从第二双极12脉动逆变站B3转移到第一双极12脉动逆变站B2的同时，调节第一双极12脉动逆变站B2或第二双极12脉动逆变站B3的换流变压器的分接头，就能快速平稳的实现控制模式的转换；
3)待多端直流输电系统稳定运行后，改变需要转换控制模式的逆变站的电流裕度，将电流裕度由原先的电压决定端转移到原先的电流控制端，同时调节任意一个换流站换流变压器分接头档位，电压设定端与电流控制端之间的转换，以实现多端直流输电系统的稳定运行。
2.根据权利要求1所述一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法，其特征在于，所述分接头档位，如果调节的过小，将无法实现两个逆变站之间控制模式的转换；然而，如果分接头档位调节的过大，将会出现短时过电流的情况，并且分接头档位调节的越大，两个逆变站之间控制模式的转换速率就越快。
3.根据权利要求1所述一种用于并联式多端直流输电系统控制模式的转换方法，其特征在于，所述多端直流输电系统的稳定运行，从电压稳定性的观点出发，为了有利于甩负荷情况下的过电压抑制，在稳态情况下，双极12脉动整流站B1和第一双极12脉动逆变站B2采用定直流电流控制；第二双极12脉动逆变站B3采用定熄弧角控制。
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