CN108092295A - 一种混合直流系统中单阀组在线投入方法 - Google Patents

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赵晓斌
卢毓欣
黄莹
辛清明
何智鹏
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Abstract

本发明公开一种混合直流系统中单阀组在线投入方法，涉及直流输电技术领域，用于在混合直流工程中提高单阀组的在线投入速度，保证电力系统的稳定运行。混合直流系统中单阀组在线投入方法包括：将VSC换流站中待投入第一阀组分别与断路器和隔离开关并联；断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关，使流经隔离开关的电流转移至VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器；断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器，使VSC换流站中待投入第一阀组投入运行，完成VSC换流站中待投入第一阀组的投入，得到VSC换流站中已投入第一阀组。本发明提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法用于在线投入单阀组。

Description

一种混合直流系统中单阀组在线投入方法
技术领域
本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种混合直流系统中单阀组在线投入方法。
背景技术
随着电力技术的日益发展，高压直流输电技术的应用越来越广泛，现有技术中，高压直流输电工程一般采用双12脉动阀组串联的接线方式，保证直流输电工程的稳定运行。
但是，如果在两端混合直流系统，阀组交流侧和阀组直流侧的各个接线端间发生短路或阀组载流元件及接线对地发生短路，将导致整个换流站的停运，这极大的影响了电力系统的稳定运行。而将故障阀组检修完毕后，将已经检修完毕的换流站重新投入运行时，需将换流站中所有的阀组重新在线投入，这使得换流站中阀组的在线投入时间过长，导致换流站恢复至正常功率传输运行时速度较慢，严重影响了直流输电系统运行的可靠性和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合直流系统中单阀组在线投入方法，用于在混合直流工程中提高单阀组的在线投入速度，保证电力系统的稳定运行。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种混合直流系统中单阀组在线投入方法，所述混合直流输电系统包括VSC换流站和LCC换流站，所述VSC换流站的两端与对应的所述LCC换流站的两端通过直流输电线路连接，所述VSC换流站包括串联的多个第一阀组，所述LCC换流站包括串联的多个第二阀组，所述混合直流输电系统中阀组在线投入方法包括：
步骤S1：将VSC换流站中待投入第一阀组分别与断路器和隔离开关并联；
步骤S3：断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关，使流经隔离开关的电流转移至VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器；
步骤S4：解锁VSC换流站中待投入第一阀组，使解锁后的VSC换流站中待投入第一阀组的电压保持为零；
步骤S5：断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器，使VSC换流站中待投入第一阀组投入运行，完成VSC换流站中待投入第一阀组的投入，得到VSC换流站中已投入第一阀组；
步骤S6：保持VSC换流站中已投入阀组所在换流站的直流电压不变，将与VSC换流站中已投入第一阀组相对应的LCC换流站中待投入第二阀组分别与断路器和隔离开关并联；
步骤S8：断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的隔离开关，使流经隔离开关的电流转移至LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器；
步骤S9：解锁LCC换流站中待投入第二阀组，使解锁后的LCC换流站中待投入第二阀组的电压保持为零；
步骤S10：断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器，使LCC换流站中待投入第二阀组投入运行，完成LCC换流站中待投入第二阀组的投入，得到LCC换流站中已投入第二阀组。
与现有技术相比，本发明提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法具有以下有益效果：
本发明提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法中，在串联的换流器主回路故障排除或绝缘水平恢复时，仅需将待投入单阀组分别与断路器和隔离开关并联，这样可使待投入单阀组在发生故障后，待投入单阀组由隔离开关旁路，使工作电流经隔离开关形成回路，从而不会影响换流站中其他阀组的正常工作，使该换流站能够正常运行，进而保证了直流输电系统的稳定运行，另外，在将换流站中已切除的单阀组，即待投入单阀组重新在线投入运行时，只需将待投入阀组在线投入即可，无需对换流站中所有的阀组重新在线投入，因此，可大大提高单阀组的在线投入速度，从而保证系统能够快速恢复正常功率传输运行，同时不会对系统的稳定运行产生影响。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法的流程图；
图2为与本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法的步骤S3对应的VSC换流站中待投入第一阀组的接线图；
图3为与本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法的步骤S5对应的VSC换流站中已投入第一阀组的接线图。
附图标记：
B1-断路器； S1-隔离开关；
IB-断路器支路电流， IS-隔离开关支路电流。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，混合直流输电系统包括VSC换流站和LCC换流站，VSC换流站的两端与对应的LCC换流站的两端通过直流输电线路连接，VSC换流站包括串联的多个第一阀组，LCC换流站包括串联的多个第二阀组，混合直流输电系统中阀组在线投入方法包括：
步骤S1：将VSC换流站中待投入第一阀组分别与断路器B1和隔离开关S1并联；
步骤S3：断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关S1，使流经隔离开关S1的电流转移至VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1；
步骤S4：解锁VSC换流站中待投入第一阀组，使解锁后的VSC换流站中待投入第一阀组的电压保持为零；
步骤S5：断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1，使VSC换流站中待投入第一阀组投入运行，完成VSC换流站中待投入第一阀组的投入，得到VSC换流站中已投入第一阀组；
步骤S6：保持VSC换流站中已投入阀组所在换流站的直流电压不变，将与VSC换流站中已投入第一阀组相对应的LCC换流站中待投入第二阀组分别与断路器B1和隔离开关S1并联；
步骤S8：断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的隔离开关S1，使流经隔离开关S1的电流转移至LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器B1；
步骤S9：解锁LCC换流站中待投入第二阀组，使解锁后的LCC换流站中待投入第二阀组的电压保持为零；
步骤S10：断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器B1，使LCC换流站中待投入第二阀组投入运行，完成LCC换流站中待投入第二阀组的投入，得到LCC换流站中已投入第二阀组。
通过上述混合直流系统中单阀组在线投入方法可知，在串联的换流器主回路故障排除或绝缘水平恢复时，仅需将待投入单阀组分别与断路器B1和隔离开关S1并联，这样可使待投入单阀组在发生故障后，待投入单阀组由隔离开关S1旁路，使工作电流经隔离开关S1形成回路，从而不会影响换流站中其他阀组的正常工作，使该换流站能够正常运行，进而保证了直流输电系统的稳定运行，另外，在将换流站中已切除的单阀组，即待投入单阀组重新在线投入运行时，只需将待投入阀组在线投入即可，无需对换流站中所有的阀组重新在线投入，因此，可大大提高单阀组的在线投入速度，从而保证系统能够快速恢复正常功率传输运行，同时不会对系统的稳定运行产生影响。
需要说明的是，步骤S1-S5和步骤S6-S10的顺序可根据实际情况作出适应性调整，例如，先对LCC换流站中待投入第二阀组在线投入，之后再对VSC换流站中待投入第一阀组在线投入。具体的，与上述步骤S3对应的VSC换流站中待投入第一阀组的接线图如2所示，VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关S1断开，与VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1闭合，流经上述隔离开关S1的隔离开关支路电流IS转移至断路器B1；如图3所示，与VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1断开，电流经VSC换流站中待投入第一阀组流过，VSC换流站中待投入第一阀组投入运行；在VSC换流站中待投入第一阀组在线投入的过程中，通过控制断路器B1的反向电流，准确的控制断路器B1的断开，从而完成VSC换流站中待投入第一阀组的在线投入。
需要补充的是，请参阅图1，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S1与步骤S3之间还包括步骤S2：
闭合VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1，使VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1和VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关S1形成电流通路，从而形成断路器支路电流IB和隔离开关支路电流IS。由于VSC换流站中待投入第一阀组由隔离开关S1旁路，工作电流经隔离开关S1形成回路，这样不会影响VSC换流站中其他阀组的正常工作，使VSC换流站能够正常运行，进而保证了直流输电系统的稳定运行。
优选的，步骤S4中，解锁VSC换流站中待投入第一阀组的方法为零直流电压解锁法。
具体的，请参阅图1，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S5中，断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1的方法为：向VSC换流站中待投入第一阀组阀组施加电压△U1，利用△U1在并联的断路器B1上产生反向零点电流，使断路器B1断开。由于VSC换流站中待投入第一阀组的控制端发出升压指令，使VSC换流站中待投入第一阀组的的两端产生电压△U1，通过△U1产生的反向电流使得流经断路器B1，以在断路器B1两端产生足够的反向电流使得断路器B1的电流过零从而断开，从而确保直流电流从隔离开关S1全部转移到VSC换流站中待投入第一阀组。
需要说明的是，产生上述电压△U1的触发角不能过大也不能过小，例如，如果产生的触发角过小，则产生的电压△U1过大，导致隔离开关S1流过较大的电流，以致隔离开关S1无法灭弧而打开失败；或者，如果产生的触发角过大，则产生的电压△U1过小，导致隔离开关S1流过较小的电流，以致隔离开关S1上的电流无法全部转移到VSC换流站中待投入第一阀组。
优选的，为了保证VSC换流站中待投入第一阀组进入运行状态，触发角度为70°，此时能够强迫直流电流从旁路开关全部转移到VSC换流站中待投入第一阀组，使VSC换流站中待投入第一阀组进入运行状态。
本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S5中断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1还可以通过另一种方法实现，具体包括：升高VSC换流站中待投入第一阀组的电流至当前工作电流，断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1，得到VSC换流站中已投入第一阀组。
需要补充的是，请继续参阅图1，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S6与步骤S8之间还包括步骤S7：
闭合LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器B1，使LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器B1和LCC换流站中待投入第二阀组并联的隔离开关S1形成电流通路。由于LCC换流站中待投入第二阀组由隔离开关S1旁路，使工作电流经隔离开关S1形成回路，这样就不会影响LCC换流站中其他阀组的正常工作，使LCC换流站能够正常运行，从而保证了直流输电系统的稳定运行。另外，上述实施例的步骤S9中，解锁LCC换流站中待投入第二阀组的方法为零直流电压解锁法。
具体的，请参阅图2，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S10中，断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器B1的方法为：向LCC换流站中待投入第二阀组施加电压△U2，利用△U2在并联的断路器B1上产生反向零点电流，使断路器断开。由于LCC换流站中待投入第二阀组的控制端发出升压指令，使LCC换流站中待投入第二阀组的两端产生电压△U2，通过△U2产生的反向电流使得流经断路器B1上的电流产生过零点，这样断路器B1就能够断开，从而确保直流电流从隔离开关S1全部转移到LCC换流站中待投入第二阀组。
请继续参阅图1，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S10中断开待投入第二阀组并联的断路器的方法为：升高LCC换流站中待投入第二阀组的电流至当前工作电流，断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器B1，得到LCC换流站中已投入第二阀组。
与现有技术相比，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法的有益效果与上述步骤5中所述的断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器B1的方法为的有益效果相同，在此不做赘述。
请接着参阅图1，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，步骤S10之后还包括步骤S11：升高VSC换流站的电压至目标电压，使LCC换流站处于正常运行状态。
需要说明的是，本发明实施例提供的混合直流系统中单阀组在线投入方法，混合直流系统为单极或双极混合直流系统。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上，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权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种混合直流系统中单阀组在线投入方法，所述混合直流输电系统包括VSC换流站和LCC换流站，所述VSC换流站的两端与对应的所述LCC换流站的两端通过直流输电线路连接，所述VSC换流站包括串联的多个第一阀组，所述LCC换流站包括串联的多个第二阀组，其特征在于，所述混合直流输电系统中阀组在线投入方法包括：
步骤S1：将VSC换流站中待投入第一阀组分别与断路器和隔离开关并联；
步骤S3：断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关，使流经隔离开关的电流转移至VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器；
步骤S4：解锁VSC换流站中待投入第一阀组，使解锁后的VSC换流站中待投入第一阀组的电压保持为零；
步骤S5：断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器，使VSC换流站中待投入第一阀组投入运行，完成VSC换流站中待投入第一阀组的投入，得到VSC换流站中已投入第一阀组；
步骤S6：保持VSC换流站中已投入阀组所在换流站的直流电压不变，将与VSC换流站中已投入第一阀组相对应的LCC换流站中待投入第二阀组分别与断路器和隔离开关并联；
步骤S8：断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的隔离开关，使流经隔离开关的电流转移至LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器；
步骤S9：解锁LCC换流站中待投入第二阀组，使解锁后的LCC换流站中待投入第二阀组的电压保持为零；
步骤S10：断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器，使LCC换流站中待投入第二阀组投入运行，完成LCC换流站中待投入第二阀组的投入，得到LCC换流站中已投入第二阀组。
2.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S1与所述步骤S3之间还包括步骤S2：
闭合VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器，使VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器和VSC换流站中待投入第一阀组并联的隔离开关形成电流通路。
3.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S4中，解锁VSC换流站中待投入第一阀组的方法为零直流电压解锁法。
4.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S5中，断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器的方法为：
向VSC换流站中待投入第一阀组阀组施加电压△U1，利用△U1在并联的断路器上产生反向零点电流，使所述断路器断开。
5.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S5中断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器的方法为：
升高VSC换流站中待投入第一阀组的电流至当前工作电流，断开VSC换流站中待投入第一阀组并联的断路器，得到VSC换流站中已投入第一阀组。
6.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S6与所述步骤S8之间还包括步骤S7：
闭合LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器，使LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器和LCC换流站中待投入第二阀组并联的隔离开关形成电流通路。
7.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S9中，解锁LCC换流站中待投入第二阀组的方法为零直流电压解锁法。
8.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S10中，断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器的方法为：
向LCC换流站中待投入第二阀组施加电压△U2，利用△U2在并联的断路器上产生反向零点电流，使所述断路器断开。
9.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S10中断开待投入第二阀组并联的断路器的方法为：
升高LCC换流站中待投入第二阀组的电流至当前工作电流，断开LCC换流站中待投入第二阀组并联的断路器，得到LCC换流站中已投入第二阀组。
10.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述步骤S10之后还包括步骤S11：升高VSC换流站的电压至目标电压，使LCC换流站处于正常运行状态。
11.根据权利要求1所述的混合直流系统中单阀组在线投入方法，其特征在于，所述混合直流系统为单极或双极混合直流系统。
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