混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法及混合直流输电系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域,尤其涉及一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法及混合直流输电系统。
背景技术
紧急停运(ESOF)是直流系统所有保护动作策略以及系统运行命令中优先级最高的指令。当直流系统发生严重或永久性故障而控制系统的调节达到极限时,直流保护向整流站、逆变站发ESOF命令。ESOF的主要达到两个目的:一是消除故障点的直流电弧,二是断开交流断路器与交流系统隔离。
ESOF命令由整流站和逆变站的控制及通信系统配合完成。在基于电流源型换流技术(LCC)的两端直流输电系统中,ESOF命令发出后,整流站、逆变站分别采用移相、闭锁触发脉冲、投旁通对等方式,使直流电流、电压相继降到零,同时断开换流变压器交流进线开关,使交直流系统隔离。在特高压直流输电系统中,每极由双十二脉动换流阀组成,双十二脉动换流阀可区分为高压阀组和低压阀组,因此,ESOF技术可进一步分化为极ESOF和阀组ESOF技术。
随着电力电子技术的发展,基于电压源型换流技术(VSC)的特高压柔性直流技术也日趋成熟,三端特高压混合直流系统将逐步投入应用。三端特高压混合直流系统的典型结构包含:1个采用电流源型换流技术(LCC)的整流站,2个采用电压源型换流技术(VSC)的逆变站。为了保证运行方式的灵活性,2个VSC逆变站极母线或者直流线路处可以安装直流开关,用来隔离故障端,保障非故障端的正常运行。
三端特高压混合直流系统ESOF策略牵涉到三个站之间的通信以及LCC、VSC两类不同的换流站类型,三个站控制、通信较为复杂,时序配合策略至关重要。如果ESOF策略制定不当,将对直流系统甚至造成整个电网运行稳定性造成威胁。
发明内容
本发明的实施例提供一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法及混合直流输电系统,旨在当系统中发出阀组ESOF命令时,保证系统的稳定运行。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
本发明实施例的第一方面,提供一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法,应用于混合直流输电系统,所述系统包括:一个LCC整流站和N个VSC逆变站,N为大于或等于2的整数,所述LCC整流站连接的直流线路、VSC逆变站连接的直流母线均连接汇流母线,所述LCC整流站包括整流站控制装置,所述VSC逆变站包括逆变站控制装置,所述整流站控制装置与所述逆变站控制装置通信连接,所述方法包括:
整流站控制装置接收来自整流站的故障阀组ESOF命令,根据所述故障阀组ESOF命令控制LCC整流站中双阀组强制移相,并跳开故障阀组交流断路器;向VSC逆变站发送故障阀组ESOF命令;
逆变站控制装置根据发送的ESOF命令控制VSC逆变站的与所述故障阀组对应的阀组闭锁;
整流站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合;
整流站控制装置控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲;
其中,当所述故障阀组为高压阀组时,非故障阀组为低压阀组;当所述故障阀组为低压阀组时,非故障阀组为高压阀组。
优选的,所述整流站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合,包括:
当所述输电系统中的直流电压小于第一阈值时,整流站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
优选的,所述整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲,包括:
当所述LCC整流站中的直流电流小于第二阈值,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
本发明实施例的第二方面,提供一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法,应用于混合直流输电系统,所述系统包括:一个LCC整流站和N个VSC逆变站,N为大于或等于2的整数,所述LCC整流站连接的直流线路、VSC逆变站连接的直流母线均与汇流母线连接,所述LCC整流站包括整流站控制装置,所述VSC逆变站包括逆变站控制装置,所述整流站控制装置与所述逆变站控制装置通信连接,所述方法包括:
逆变站控制装置接收来自逆变站的故障阀组ESOF命令,根据所述故障阀组ESOF命令控制VSC逆变站故障阀组闭锁,并跳开故障阀组交流断路器;向整流站控制装置发送故障阀组ESOF命令;
整流站控制装置根据发送的ESOF命令控制LCC整流站的双阀组强制移相;
逆变站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合;
整流站控制装置控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲;
其中,当所述故障阀组为高压阀组时,非故障阀组为低压阀组;当所述故障阀组为低压阀组时,非故障阀组为高压阀组。
优选的,所述逆变站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合,包括:
当所述输电系统中的直流电压小于第一阈值时,逆变站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
优选的,所述整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲,包括:
当所述LCC整流站中的直流电流小于第二阈值,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
本发明实施例的第三方面,提供一种混合直流输电系统,所述系统包括:一个LCC整流站和N个VSC逆变站,N为大于或等于2的整数,所述LCC整流站连接的直流线路、VSC逆变站连接的直流线路均连接汇流母线,所述LCC整流站包括整流站控制装置,所述VSC逆变站包括逆变站控制装置,所述整流站控制装置与所述逆变站控制装置通信连接,其中:
当整流站控制装置接收来自整流站的故障阀组ESOF命令,用于控制LCC整流站中双阀组强制移相,并跳开故障阀组交流断路器,向逆变站控制装置发送故障阀组ESOF命令;
逆变站控制装置用于根据发送的ESOF命令控制VSC逆变站的与所述故障阀组对应的阀组闭锁;
整流站控制装置用于控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置用于控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合;
整流站控制装置用于控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置用于控制故障阀组闭锁脉冲;
其中,当所述故障阀组为高压阀组时,非故障阀组为低压阀组;当所述故障阀组为低压阀组时,非故障阀组为高压阀组。
可选的,当逆变站控制装置接收来自逆变站的故障阀组ESOF命令,用于控制VSC逆变站故障阀组闭锁,并跳开故障阀组交流断路器;向整流站控制装置发送故障阀组ESOF命令;
整流站控制装置用于根据发送的ESOF命令控制LCC整流站的双阀组强制移相;
逆变站控制装置用于控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置用于控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合;
整流站控制装置用于控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
优选的,所述N等于2,所述系统包括:LCC整流站、第一VSC逆变站、第二VSC逆变站,每个站均包含高压阀组和低压阀组,LCC整流站连接的直流线路、第一VSC逆变站连接的直流线路、第二VSC逆变站连接的直流线路均连接汇流母线,所述第一VSC逆变站或第二VSC逆变站连接的直流线路两侧安装直流开关,所述LCC整流站包括整流站控制装置,所述第一VSC逆变站包括第一逆变站控制装置,所述第二VSC逆变站包括第二逆变站控制装置,所述整流站控制装置、所述第一逆变站装置以及所述逆变站控制装置均通信连接。
本发明实施例提供的混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法及混合直流输电系统,包含了整流站和逆变站中对应的保护装置发出阀组ESOF命令后,相应的LCC整流站和VSC逆变站执行的具体实现步骤,采用上述的步骤能够在系统发出阀组ESOF命令时保证电网稳定运行,提高了混合直流输电系统的运行可靠性,填补了混合直流输电系统的紧急停运策略的缺失,具有较强的可操作性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种混合直流输电系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法的方法流程图;
图3为本发明实施例提供的一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法的方法时序图;
图4为本发明实施例提供的另一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法的方法流程图;
图5为本发明实施例提供的另一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法的方法时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种混合直流输电系统,该系统包括:一个LCC(中文:电流源型换流技术)整流站和N个VSC(中文:电压源型换流技术)逆变站,N为大于或等于2的整数,该LCC整流站连接的直流线路、VSC逆变站连接的直流线路均连接汇流母线,LCC整流站包括整流站控制装置,VSC逆变站包括逆变站控制装置,整流站控制装置与所述逆变站控制装置通信连接,其中:
当整流站发生阀组故障时,根据故障阀组ESOF执行的动作参照如下内容:
当整流站控制装置接收来自整流站的故障阀组ESOF命令,用于控制LCC整流站中双阀组强制移相,并跳开故障阀组交流断路器,向逆变站控制装置发送故障阀组ESOF命令。
逆变站控制装置用于根据发送的ESOF命令控制VSC逆变站的与所述故障阀组对应的阀组闭锁。
整流站控制装置用于控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置用于控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
整流站控制装置用于控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置用于控制故障阀组闭锁脉冲。
其中,当故障阀组为高压阀组时,非故障阀组为低压阀组;当故障阀组为低压阀组时,非故障阀组为高压阀组。
可选的,当逆变站发生阀组故障时,根据故障阀组ESOF执行的动作参照如下内容:
当逆变站控制装置接收来自逆变站的故障阀组ESOF命令,用于控制VSC逆变站故障阀组闭锁,并跳开故障阀组交流断路器;向整流站控制装置发送故障阀组ESOF命令;
整流站控制装置用于根据发送的ESOF命令控制LCC整流站的双阀组强制移相;
逆变站控制装置用于控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置用于控制与所述故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合;
整流站控制装置用于控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
如图1所示,这里以N等于2为例,该系统包括:LCC整流站(图1中的LCC整流站A)、第一VSC逆变站(图1中的VSC逆变站B)、第二VSC逆变站(图1中的VSC逆变站C),每个站均包含高压阀组和低压阀组,LCC整流站连接的直流线路、第一VSC逆变站连接的直流线路、第二VSC逆变站连接的直流线路均连接汇流母线,第一VSC逆变站或第二VSC逆变站连接的直流线路两侧安装直流开关(图1中的VSC逆变站C连接的直流线路两侧安装直流开关),LCC整流站包括整流站控制装置(图1中的未画出),第一VSC逆变站包括第一逆变站控制装置(图1中的未画出),第二VSC逆变站包括第二逆变站控制装置(图1中的未画出),整流站控制装置、第一逆变站装置以及逆变站控制装置均通信连接。
本发明实施例提供的混合直流输电系统,包含了整流站和逆变站中对应的保护装置发出阀组ESOF命令后,相应的LCC整流站和VSC逆变站执行的具体实现步骤,采用上述的步骤能够在系统发出阀组ESOF命令时保证电网稳定运行,提高了混合直流输电系统的运行可靠性,填补了混合直流输电系统的紧急停运策略的缺失,具有较强的可操作性。
本发明实施例提供一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法,应用于上文所述的混合直流输电系统,如图2所示,该方法包括:
201、整流站控制装置接收来自整流站的故障阀组ESOF命令,根据故障阀组ESOF命令控制LCC整流站中双阀组强制移相,并跳开故障阀组交流断路器;向VSC逆变站发送故障阀组ESOF命令。
202、逆变站控制装置根据发送的ESOF命令控制VSC逆变站的与故障阀组对应的阀组闭锁。
203、整流站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置控制与故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
204、整流站控制装置控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
其中,当故障阀组为高压阀组时,非故障阀组为低压阀组;当故障阀组为低压阀组时,非故障阀组为高压阀组。
可选的,上述的步骤203具体包括以下内容:
203a、当输电系统中的直流电压小于第一阈值时,整流站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时逆变站控制装置控制与故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
可选的,上述的步骤204中的整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲,包括:
204a、当LCC整流站中的直流电流小于第二阈值,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
下面基于图1所示的混合直流输电系统,给出LCC整流站A中的高压阀组故障时的阀ESOF命令对应的具体执行步骤。
如图3所示,以LCC整流站A高压阀组故障为例,发出阀组ESOF策略可分解为如下步骤:
步骤a1:整流站控制装置发出跳开LCC整流A高压阀组交流断路器、双阀组强制移相(电流降低)、高压阀组投旁通对命令;请求2个逆变站(VSC逆变站B和C)高压阀组闭锁。
步骤a2:2个逆变站高压阀组闭锁。
步骤a3:等系统直流电压降低到下于10%,三站闭合高压阀组BPS开关。
步骤a4:等待200ms后,LCC整流站A低压阀组重启。
步骤a5:等整流站直流电流降到3%后约200ms,LCC整流站A高压阀组闭锁脉冲。
至此,三站高压阀组停运,低压阀组恢复运行。
对于整流站中的低压阀组故障时的阀ESOF命令对应的执行步骤与上述内容类似,这里不再赘述。
本发明实施例提供的混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法,包含了整流站和逆变站中对应的保护装置发出阀组ESOF命令后,相应的整流站和逆变站执行的具体实现步骤,采用上述的步骤能够在系统发出阀组ESOF命令时保证电网稳定运行,提高了混合直流输电系统的运行可靠性,填补了混合直流输电系统的紧急停运策略的缺失,具有较强的可操作性。
本发明实施例提供一种混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法,应用于上文所述的混合直流输电系统,如图4所示,该方法包括:
301、逆变站控制装置接收来自逆变站的故障阀组ESOF命令,根据故障阀组ESOF命令控制VSC逆变站故障阀组闭锁,并跳开故障阀组交流断路器;向整流站控制装置发送故障阀组ESOF命令。
302、整流站控制装置根据发送的ESOF命令控制LCC整流站的双阀组强制移相。
303、逆变站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置控制与故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
304、整流站控制装置控制LCC整流站的非故障阀组重启,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
其中,当故障阀组为高压阀组时,非故障阀组为低压阀组;当故障阀组为低压阀组时,非故障阀组为高压阀组。
可选的,上述的步骤303具体包括以下内容:
303a、当输电系统中的直流电压小于第一阈值时,逆变站控制装置控制故障阀组的BPS开关闭合,同时整流站控制装置控制与故障阀组对应的阀组的BPS开关闭合。
可选的,上述的步骤304在整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲时,具体包括:
304a、当LCC整流站中的直流电流小于第二阈值,整流站控制装置控制故障阀组闭锁脉冲。
下面基于图1所示的混合直流输电系统,给出逆变站中的低压阀组故障时的阀ESOF命令对应的具体执行步骤。
参见图5,以VSC逆变站B低压阀组故障为例,发出阀组ESOF策略可分解为如下步骤:
步骤b1:VSC逆变站B低压阀组闭锁,发出跳开VSC逆变站B低压阀组交流断路器命令;请求LCC整流站A和VSC逆变站C低压阀组闭锁。
步骤b2:LCC整流站A双阀组强制移相,低压阀组投旁通对。
步骤b3:VSC逆变站C低压阀组闭锁。
步骤b4:等直流电压降低到下于10%,三站闭合低压阀组BPS开关。
步骤b5:等待200ms后,LCC整流站A高压阀组重启。
步骤b6:等直流电流降到3%后约200ms,LCC整流站A低压阀组闭锁脉冲。
至此,三站低压阀组停运,高压阀组恢复运行。
对于逆变站中的高压阀组故障时的阀ESOF命令对应的执行步骤与上述内容类似,这里不再赘述。
填补了三端特高压混合直流输电系统的紧急停运策略的缺失,具有较强的可操作性。
本发明实施例提供的混合直流输电系统的阀组ESOF控制方法,包含了整流站和逆变站中对应的保护装置发出阀组ESOF命令后,相应的LCC整流站和VSC逆变站执行的具体实现步骤,采用上述的步骤能够在系统发出阀组ESOF命令时保证电网稳定运行,提高了混合直流输电系统的运行可靠性,填补了混合直流输电系统的紧急停运策略的缺失,具有较强的可操作性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。