CN106159986B - 一种并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的实现方法。并联高压直流输电系统每站每极具有两个并联的阀组，两个阀组的两端分别经隔离开关连接到同一个极高压母线和极中性母线。在本发明里，整流侧两阀组均采用定电流\功率控制，逆变侧一阀组采用定电压控制，另一阀组采用定电流控制。并联高压直流输电系统的工作模式中既有每极两阀组并联工作也有单个阀组工作，本发明通过对阀组在线投入或退出过程中控制策略的合理设置，可以实现阀组在线投入或退出过程中对该极运行功率的扰动最小。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电领域，尤其涉及一种并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法。
背景技术
并联高压直流输电系统是多端直流系统的一种特殊方式，并联扩建方案以其经济性好、运行灵活方便在世界上有一些工程应用。较早的有美国太平洋联络线工程，近期有建设中的印度±800kv查克特高压直流工程和我国的青藏直流联网工程，远期都将采用并联扩建的方案。
并联高压直流输电系统一次主接线如图1所示，采用每极2个12脉动阀组并联的主接线形式。两个阀组的两端分别经隔离开关连接到同一个极高压母线和极中性母线，可分别称为阀组1和阀组2。实际运行中，可以两个阀组同时运行，也可以根据需要，只是阀组1或者阀组2运行。
一个换流站中的每个极配置两套冗余的极控系统，每套极控系统按功能分为双极\极控制层和阀组控制层两个层次。阀组控制层实现两个阀组的触发控制，双极\极控制层产生电流指令，经分配后，发送至两阀组控制。
在线投退阀组的要求是极运行状态下投入或退出某个阀组而不影响同极另一个阀组的正常运行，在投退阀组过程中，直流系统传输的功率一般不变。
目前国内对串联型直流系统研究较多，对并联型结构没有成熟的在线投退策略。
发明内容
本发明的目的：提供一种并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，本发明的方法能够在极运行状态下在线投退阀组，而不影响同极并联的另一个阀组正常运行。
本发明的技术方案是：并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，并联高压直流输电系统每站每极具有两个并联的阀组(为描述方便，简称为阀组1和阀组2)，其工作模式中既有每极两阀组并联工作也有单个阀组工作，其特征是：
A.整流侧和逆变侧的阀组投入方法：
以下方法以阀组1运行，阀组2闭锁，投入阀组2为例说明，同样适用于阀组2运行，投入阀组1。
1)投入前状态：阀组1运行，阀组1电流指令等于极层电流指令，阀组2闭锁，其电流指令为0，具备运行条件；
2)阀组2接收阀组投入的指令后，解锁；在定电流控制器作用下，阀组2电流由0升至最小电流，解锁前，整流侧：阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的实测电流，逆变侧：阀组1的电流指令修改为阀组1的实测电流。
B.整流侧和逆变侧的阀组退出方法：
以下方法以阀组1和阀组2都在运行，退出阀组2为例说明，同样适用于退出阀组1。
1)退出前状态：阀组1和阀组2都在运行；
2)阀组2接收阀组退出的指令后，在逆变侧，若该阀组2为定电压阀组，则首先将定电压功能切换至阀组1，在整流侧和逆变侧，将阀组2的电流指令修改为最小电流指令，阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为A兆瓦/分钟，当阀组2的电流降至最小电流时，将阀组2电流指令修改为0，阀组1的电流指令修改为极层电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为B兆瓦/分钟，当阀组2的电流降至0时，闭锁；
3)打开阀组2连接开关，阀组2退出完成。
上述方案中：整流侧和逆变侧的阀组既可以独立进行投退，也可以同时进行投退。
上述方案中：在整流侧和逆变侧的阀组投入方法中，阀组2的电流达到最小运行电流后，将阀组2的电流指令修改为极层电流指令的一半或者其他设定值，阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为C兆瓦/分钟，阀组2的电流指令升至设定值时，阀组2投入完成。
上述方案中：在逆变侧阀组投入时，阀组2解锁时的ALPHA角度指令设置与投入前阀组2所在极的电流指令大小有关，范围在164度～150度，对应最小电流～额定电流。
上述方案中：逆变侧阀组1保持为定电压控制，阀组2投入后为定电流控制。
上述方案中：A的取值范围是1.0-100.0。
上述方案中：B的取值范围是100.0-10000.0。
上述方案中：C的取值范围是1.0-100.0。
本发明的有益效果：提出适合并联高压直流输电系统的在线投退控制策略，并且该控制策略投退比较快速，对直流系统传输功率的扰动小。
附图说明
图1为并联高压直流输电系统一次主接线图。
图2为并联高压直流输电系统中极控制与阀组控制、两个阀组控制间信号交换图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
以下关于投入和退出的说明中，均以整流侧和逆变侧第2换流器(即附图1中并联阀组2)需要投入或者需要退出的阀组为例。
为了实现并联的每个12脉动阀组的协调控制，采用在物理上相互独立的换流阀控制单元，双极/极控制层与阀组控制层采用相互独立的装置实现。
由一台主计算机完成双极/极控制层的功能，主要实现功率/电流指令的计算和分配、站间电流指令的协调、站无功设备的投切控制、站极直流顺序控制等功能。
如附图2所示，双极/极控制将计算得到的电流、电压指令送到下一层次的阀组控制主计算机。阀组控制主计算机用于阀组触发控制。主要控制功能有：阀组触发控制、定电流控制，定关断角控制，直流电压控制，触发角、直流电压、直流电流最大值和最小值限制控制以及换流单元闭锁和解锁顺序控制等。并联阀组1和阀组2控制主计算机中的换流器触发控制模块(即CFC模块)接收到来自极功率控制的电流指令后，分别产生Alpha指令，然后送至控制脉冲发生单元(即CPG单元)产生相应的触发脉冲。
A.整流侧和逆变侧的阀组投入方法的具体实施方式：
1)投入前状态：阀组1运行，阀组1电流指令等于极层电流指令，阀组2闭锁，其电流指令为0，具备运行条件；
2)运行人员发出阀组2投入的指令，阀组2解锁，在定电流控制器作用下，其电流由0升至最小电流，解锁前，整流侧：阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去待投入阀组的实测电流，逆变侧：阀组1的电流指令修改为阀组1的实测电流。阀组2的电流达到最小运行电流后，将阀组2的电流指令修改为极层电流指令的一半或者其他设置值，阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为C兆瓦/分钟，阀组2的电流指令升至设定值时，阀组2投入完成。
在逆变侧阀组投入时，阀组解锁时的ALPHA角度指令设置与投入前该极的电流指令大小有关，一般在164度～150度对应最小电流～额定电流，通过实时数字仿真(RTDS)试验确定对应关系。
B.整流侧和逆变侧的阀组退出方法的具体实施方式：
1)退出前状态：两阀组运行；
2)运行人员发出阀组2退出的指令，在逆变侧，若阀组2为定电压阀组，则首先将定电压功能切换至阀组1，在整流侧和逆变侧，将阀组2的电流指令修改为最小电流指令，阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去对阀组电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为A兆瓦/分钟，当阀组2的电流降至最小电流时，将其电流指令修改为0，阀组1的电流指令修改为极层电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为B兆瓦/分钟，当阀组2的电流降至0时，闭锁；
3)打开阀组连接开关，阀组退出完成。
Claims (8)
1.并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，并联高压直流输电系统每站每极具有两个并联的阀组，分别为阀组1和阀组2，其工作模式中既有每极两阀组并联工作也有单个阀组工作，其特征是：
Ａ．整流侧和逆变侧的阀组投入方法：
以下方法以阀组1运行，阀组2闭锁，投入阀组2为例说明，同样适用于阀组2运行，投入阀组1；
1) 投入前状态：阀组1运行，阀组1电流指令等于极层电流指令，阀组2闭锁，其电流指令为0，具备运行条件；
2) 阀组2接收阀组投入的指令后，解锁；在定电流控制器作用下，阀组2电流由0升至最小电流，解锁前，整流侧：阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的实测电流，逆变侧：阀组1的电流指令修改为阀组1的实测电流；
B．整流侧和逆变侧的阀组退出方法：
以下方法以阀组1和阀组2都在运行，退出阀组2为例说明，同样适用于退出阀组1；
1) 退出前状态：阀组1和阀组2都在运行；
2) 阀组2接收阀组退出的指令后，在逆变侧，若该阀组2为定电压阀组，则首先将定电压功能切换至阀组1，在整流侧和逆变侧，将阀组2的电流指令修改为最小电流指令，阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为A 兆瓦/分钟，当阀组2的电流降至最小电流时，将阀组2电流指令修改为0，阀组1的电流指令修改为极层电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为B 兆瓦/分钟，当阀组2的电流降至0时，闭锁；
3) 打开阀组2连接开关，阀组2退出完成。
2.如权利要求1所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：整流侧和逆变侧的阀组独立进行投退，或者同时进行投退。
3.如权利要求1所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：在整流侧和逆变侧的阀组投入方法中，阀组2的电流达到最小电流后，将阀组2的电流指令修改为极层电流指令的一半或者其他设定值，阀组1的电流指令修改为极层电流指令减去阀组2的电流指令，两阀组的电流指令变化速率均修改为C 兆瓦/分钟，阀组2的电流指令升至设定值时，阀组2投入完成。
4.如权利要求1所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：在逆变侧阀组投入时，阀组2解锁时的ALPHA角度指令设置与投入前阀组2所在极的电流指令大小有关，范围在164度~150度，对应最小电流~额定电流。
5.如权利要求1所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：逆变侧阀组1保持为定电压控制，阀组2投入后为定电流控制。
6.如权利要求1所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：A的取值范围是1.0-100.0。
7.如权利要求1所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：B的取值范围是100.0-10000.0。
8.如权利要求3所述的并联高压直流输电系统阀组在线投入退出的方法，其特征是：C的取值范围是1.0-100.0。
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