CN111555333B - 直流调压单元的控制方法及控制装置 - Google Patents

直流调压单元的控制方法及控制装置 Download PDF

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CN111555333B CN202010273655.1A CN202010273655A CN111555333B CN 111555333 B CN111555333 B CN 111555333B CN 202010273655 A CN202010273655 A CN 202010273655A CN 111555333 B CN111555333 B CN 111555333B
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Abstract

本申请提供直流调压单元的控制方法及控制装置。所述控制方法包括：利用所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值；当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，低于第一定值时，控制未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行；当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，高于第二定值时，控制正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。

Description

直流调压单元的控制方法及控制装置
技术领域
本申请涉及高压直流输电技术领域，具体涉及一种直流调压单元的控制方法及控制装置。
背景技术
高压直流输电系统一般由电网换相换流器和具有调压功能的换流变压器组成换流单元，实现将交流电转为直流电，从而进行远距离传输。整流侧一般维持电网换相换流器的触发角在参考值范围内，逆变侧一般维持电网换相换流器的关断角在参考值范围内。高压直流输电系统能够大范围调节功率，为了维持整流侧直流电压恒定，整流侧和逆变侧都需要具有调压功能的换流变压器来调节阀侧电压。换流变压器的调压功能是通过分接开关连接不同换流变压器分接头来实现的。
分接开关采用电动机构、选择开关、切换开关等机械结构，具有一定的使用寿命；分接开关故障后难以保护，还易将事故扩大到换流变压器；分接开关调节电压为分级调节，调压精度较差、调节速度慢。随着光伏、风电等新能源的接入，高压直流输电系统需要频繁调节功率，并且交流电压波动范围也变大，会引起分接开关频繁动作，容易导致分接开关损坏。
发明内容
本申请实施例提供一种直流调压单元的控制方法，所述直流调压单元包括串联连接的电流源型阀组或/和电压源型阀组，所述电流源型阀组包括电网换相换流器，所述电压源型阀组包括电压源换流器，所述方法包括：利用所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值；当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，低于第一定值时，控制未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行；当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，高于第二定值时，控制正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。
根据一些实施例，所述所在系统为高压直流输电系统或高压直流输电系统的一个直流极，所述控制所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值包括：当所述所在系统为直流功率控制时，所述直流调压单元调节所在系统的直流功率为指令值；当所述所在系统为直流电流控制时，所述直流调压单元调节所在系统的直流电流为指令值；当所述所在系统为直流电压控制时，所述直流调压单元调节所在系统的直流电压为指令值。
根据一些实施例，所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流为指令值包括：其中一个电流源型阀组或电压源型阀组采用直流电流控制，其他电流源型阀组或电压源型阀组采用直流电压控制。
根据一些实施例，所述直流调压单元调节所在系统的控制直流电压为指令值包括：每个所述电流源型阀组或所述电压源型阀组采用直流电压控制。
根据一些实施例，当每个所述电流源型阀组的主回路参数相同时，控制每个所述电流源型阀组的直流电压相同；当每个所述电压源型阀组的主回路参数相同时，控制每个所述电压源型阀组的直流电压相同；当所述电流源型阀组的主回路参数不同或所述电压源型阀组的主回路参数不同时，控制所述电流源型阀组和所述电压源型阀组的直流电压按照额定直流电压进行比例分配。
根据一些实施例，所述电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值时，控制一个未运行的电流源型阀组投入运行。
根据一些实施例，所述控制一个未运行的电流源型阀组投入运行包括：解锁所述未运行的电流源型阀组中的电网换相换流器；控制电流从所述电网换相换流器的旁通开关转移到所述电网换相换流器；分开所述旁通开关，其中，所述旁通开关与所述电网换相换流器并联连接；控制所述电网换相换流器的直流电压和直流电流至指令值。
根据一些实施例，所述电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制一个未运行的电压源型阀组投入运行。
根据一些实施例，所述控制一个未运行的电压源型阀组投入运行包括：解锁所述未运行的电压源型阀组中的电压源换流器；控制电流从所述电压源换流器的旁通开关转移到所述电压源换流器；分开旁通开关，其中，所述旁通开关与所述电压源换流器并联连接；控制所述电压源换流器的直流电压和直流电流至指令值。
根据一些实施例，所述电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值时，控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行。
根据一些实施例，所述控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行包括：控制所述正在运行的电流源型阀组中的电网换相换流器触发角为90°；投入所述电网换相换流器的旁通对；合上所述电网换相换流器的旁通开关，闭锁所述电网换相换流器，其中，所述旁通开关与所述电网换相换流器并联连接。
根据一些实施例，所述电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行。
根据一些实施例，所述控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行包括：控制所述正在运行的电压源型阀组中的电压源换流器的直流电压为零；合上所述电压源换流器的旁通开关，闭锁所述电压源换流器。
根据一些实施例，所述第一触发角定值小于所述第二触发角定值，所述第一触发角定值取值范围为5°-15°之间，所述第二触发角定值取值范围为15°-50°之间；所述第一关断角定值小于所述第二关断角定值，所述第一关断角定值取值范围为5°-17°之间，所述第二关断角定值取值范围为 17°-50°之间。
根据一些实施例，所述电压源换流器的调制比为所述联结变压器的阀侧相电压幅值除以所述电压源换流器的直流电压的一半。
根据一些实施例，所述第一调制比定值小于所述第二调制比定值，所述第一调制比定值取值范围为0.5-0.9之间，所述第二调制比定值取值范围为0.7-1.1之间。
根据一些实施例，所述直流调压单元包括至少两个电流源型阀组和至少两个换流变压器，两个所述电流源型阀组的直流侧串联连接；两个所述换流变压器不具有调压功能，两个所述换流变压器的网侧分别连接所述交流系统，两个所述换流变压器的阀侧分别连接两个所述电流源型阀组的交流侧。
根据一些实施例，所述直流调压单元包括至少一个电流源型阀组、至少一个换流变压器、至少一个电压源型阀组和至少一个联结变压器，所述换流变压器不具有调压功能，所述换流变压器的网侧连接交流系统，所述换流变压器的阀侧连接所述电流源型阀组的交流侧；所述电流源型阀组和所述电压源型阀组的直流侧串联连接；所述联结变压器的网侧连接所述交流系统，所述联结变压器的阀侧连接所述电压源型阀组的交流侧。
根据一些实施例，所述直流调压单元包括至少两个电压源型阀组和至少两个联结变压器，两个所述电压源型阀组的直流侧串联连接；两个所述联结变压器的网侧分别连接交流系统，两个所述联结变压器的阀侧分别与两个所述电压源型阀组的交流侧连接。
根据一些实施例，所述换流变压器不具有调压功能包括：所述换流变压器不带分接头或分接开关，不具有调节所述换流变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
根据一些实施例，两个所述换流变压器包括至少两个独立的双绕组三相换流变压器或一个多绕组三相换流变压器；所述多绕组三相换流变压器包括一个网侧绕组与至少两个阀侧绕组，两个所述阀侧绕组分别与两个所述电流源型阀组的交流侧连接。
根据一些实施例，所述联结变压器不带分接头或分接开关，不具有调节所述联结变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
根据一些实施例，两个所述联结变压器为两个独立的双绕组三相联结变压器或一个多绕组三相联结变压器；所述多绕组三相联结变压器包括一个网侧绕组与至少两个阀侧绕组，两个所述阀侧绕组分别与两个所述电压源型阀组的交流侧连接。
根据一些实施例，所述直流调压单元还包括充电电阻和隔离刀闸，所述充电电阻串联连接在所述电压源型阀组与所述联结变压器之间；所述隔离刀闸与所述充电电阻并联连接。
根据一些实施例，所述电流源型阀组包括电网换相换流器。
根据一些实施例，所述电流源型阀组还包括旁通开关，所述旁通开关与所述电网换相换流器并联连接。
根据一些实施例，所述电流源型阀组还包括至少两个隔离刀闸和旁通刀闸，两个所述隔离刀闸的一端分别连接所述电网换相换流器的一端；所述旁通刀闸的两端分别连接两个所述隔离刀闸的另一端。
根据一些实施例，所述电网换相换流器包括六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路、多个六脉动桥式电路串联连接组成的电路的至少一种，所述六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路、多个六脉动桥式电路串联连接组成的电路均包括电流源型功率半导体。
根据一些实施例，所述电流源型功率半导体包括晶闸管。
根据一些实施例，所述电压源型阀组包括单个电压源换流器或并联连接的至少两个电压源换流器。
根据一些实施例，所述电压源型阀组还包括旁通开关，所述旁通开关与所述电压源换流器并联连接。
根据一些实施例，所述电压源型阀组还包括至少两个隔离刀闸和旁通刀闸，两个所述隔离刀闸的一端分别连接所述电压源换流器的一端；所述旁通刀闸的两端分别连接两个所述隔离刀闸的另一端。
根据一些实施例，所述电压源型阀组还包括限流电抗器，所述限流电抗器串联连接所述电压源换流器或旁通开关。
根据一些实施例，所述电压源换流器包括两电平换流器、二极管箝位型多电平换流器、模块化多电平换流器MMC、混合多电平换流器HMC、两电平级联型换流器CSL或堆叠式两电平换流器 CTL的至少一种，其中，所述模块化多电平换流器MMC包括半桥子模块组成的模块化多电平换流器、全桥子模块组成的模块化多电平换流器、半桥子模块和全桥子模块混合组成的模块化多电平换流器的至少一种。
根据一些实施例，所述电压源换流器包括可关断的全控型功率半导体，所述可关断的全控型功率半导体包括绝缘栅双极型晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT、可关断晶闸管GTO、电力场效应管Power MOSFET、电子注入增强栅晶体IEGT、门极换流晶闸管GCT或碳化硅增强型结型场效应晶体管SiC-JFET的至少一种。
根据一些实施例，所述半桥子模块还包括保护晶闸管，所述保护晶闸管并联在所述半桥子模块两端，保护与所述保护晶闸管并联连接的可关断的全控型功率半导体的反向二极管。
根据一些实施例，所述电流源型阀组或所述电压源型阀组的每个桥臂均并联避雷器，所述电流源型阀组或所述电压源型阀组的直流侧均并联避雷器。
本申请还提供一种直流调压单元的控制装置，包括检测模块和控制模块，所述检测模块用于检测电流源型阀组的直流电压和直流电流、电压源型阀组的直流电压和直流电流、电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角、联结变压器的阀侧相电压；所述控制模块利用所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值，当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，低于第一定值时，所述控制模块控制未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行；当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，高于第二定值时，所述控制模块控制正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。
本申请实施例提供的技术方案，在高压直流输电系统的直流侧串联直流输电调压单元来代替换流变压器的分接头调压功能，具有快速、精确调节电压，易于保护，直流输电调压单元故障后不影响大容量的电网换相换流器及其连接的换流变压器组成的换流单元或大容量的电压源换流器及其连接的联结变压器组成的换流单元正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种直流调压单元示意图。
图2是本申请实施例提供的一种电网换相换流器示意图。
图3是本申请实施例提供的一种包括图1所示直流调压单元的高压直流输电系统主回路示意图。
图4是本申请实施例提供的一种如图1所示直流调压单元控制方法示意图。
图5是本申请实施例提供的另一种直流调压单元示意图。
图6是本申请实施例提供的一种电压源换流器示意图。
图7是本申请实施例提供的一种全桥子模块结构示意图。
图8是本申请实施例提供的一种半桥子模块和全桥子模块串联结构示意图。
图9是本申请实施例提供的一种包括图5所示直流调压单元的高压直流输电系统主回路示意图。
图10是本申请实施例提供的一种如图5所示直流调压单元的控制方法示意图。
图11是本申请实施例提供的又一种直流调压单元示意图。
图12是本申请实施例提供的一种包括图11所示直流调压单元的高压直流输电系统主回路示意图。
图13是本申请实施例提供的一种如图11所示直流调压单元的控制方法示意图。
图14是本申请实施例提供的一种直流调压单元的控制装置功能组成框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
图1是本申请实施例提供的一种直流调压单元示意图。如图1所示，直流调压单元至少包括电流源型阀组11和电流源型阀组12、换流变压器14和17。
电流源型阀组11的直流侧与电流源型阀组12的直流侧串联连接，连接方式为电流源型阀组11的阳极X2与电流源型阀组12的阴极X3连接。电流源型阀组11通过连接线13连接不具有调压功能的换流变压器14的阀侧，不具有调压功能的换流变压器14的网侧通过连接线15与交流系统连接。电流源型阀组 12通过连接线16连接不具有调压功能的换流变压器17的阀侧，不具有调压功能的换流变压器17的网侧通过连接线18与交流系统连接。
电流源型阀组11包括电网换相换流器1。电网换相换流器1包括六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路、多个六脉动桥式电路串联连接组成的电路的至少一种。六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路、多个六脉动桥式电路串联连接组成的电路均包括电流源型功率半导体。电流源型功率半导体包括晶闸管等。
如果电网换相换流器1为六脉动桥式电路，则不具有调压功能的换流变压器14为三相变压器，连接线13为三相线。如果电网换相换流器1为十二脉动桥式电路，则不具有调压功能的换流变压器14为星接 -星接三相变压器和星接-角接三相变压器，连接线13为两组三相线。连接线15为三相线。
电流源型阀组12包括电网换相换流器2，如果电网换相换流器2为六脉动桥式电路，则不具有调压功能的换流变压器17为三相变压器，连接线16为三相线。如果电网换相换流器2为十二脉动桥式电路，则不具有调压功能的换流变压器17为星接-星接三相变压器和星接-角接三相变压器，连接线16为两组三相线。连接线18为三相线。
换流变压器14和17不带分接头或分接开关，不具有调节换流变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。两个换流变压器14和17包括至少两个独立的双绕组三相换流变压器或一个多绕组三相换流变压器。多绕组三相换流变压器包括一个网侧绕组与至少两个阀侧绕组。
可选地，电流源型阀组还包括旁通开关，旁通开关与电网换相换流器并联连接。
可选地，电流源型阀组还包括至少两个隔离刀闸和旁通刀闸。两个隔离刀闸的一端分别连接电网换相换流器的一端。旁通刀闸的两端分别连接两个隔离刀闸的另一端。
图2是本申请实施例提供的一种电网换相换流器示意图，采用十二脉动桥式电路，共有十二个桥臂40，每个桥臂40并联避雷器41，电网换相换流器的阳极、阴极和中点分别配置避雷器41。
图3是本申请实施例提供的一种包括图1所示直流调压单元的高压直流输电系统主回路示意图。
如图3所示，高压直流输电系统站一的一个直流极100包括换流单元110、交流系统111、交流滤波器112、平波电抗器113、直流滤波器114、直流调压单元120、交流系统121、交流滤波器122、平波电抗器123和直流滤波器124。高压直流输电系统站二的一个直流极200包括换流单元210、交流系统211、交流滤波器212、平波电抗器213、直流滤波器214、直流调压单元220、交流系统221、交流滤波器222、平波电抗器223和直流滤波器224。站一和站二之间配置直流线路300、接地极线路101、接地极线路201。
需要指出的是，交流系统111和交流系统121可为同一电压等级交流电网或同一交流电网，也可为不同电压等级的交流电网。交流系统211和交流系统221可为同一电压等级交流电网或同一交流电网，也可为不同电压等级的交流电网。
换流单元110包括大容量的电网换相换流器50、旁通开关51、隔离刀闸52和53、旁通刀闸54和换流变压器55。
直流调压单元120采用如图1所示的直流调压单元，调压单元120包括电流源型阀组11和电流源型阀组12、不具有调压功能的换流变压器14和不具有调压功能的换流变压器17。
电流源型阀组11通过不具有调压功能的换流变压器14连接交流系统121，电流源型阀组12通过不具有调压功能的换流变压器17连接交流系统121，电流源型阀组11的直流侧与电流源型阀组12的直流侧串联连接。电流源型阀组11包括电网换相换流器1、旁通开关61、隔离刀闸62和隔离刀闸63、旁通刀闸 64。电流源型阀组12包括电网换相换流器2、旁通开关65、隔离刀闸66和隔离刀闸67、旁通刀闸68。上述电网换相换流器采用图2所示的十二脉动桥式电路。
电流源型阀组11通过连接线13连接不具有调压功能的换流变压器14的阀侧，不具有调压功能的换流变压器14的网侧通过连接线15与交流系统121连接。电流源型阀组12通过连接线16连接不具有调压功能的换流变压器17的阀侧，不具有调压功能的换流变压器17的网侧通过连接线18与交流系统121连接。
换流单元210包括大容量的电网换相换流器70、旁通开关71、隔离刀闸72和73、旁通刀闸74和换流变压器75。
直流调压单元220采用如图1所示的直流调压单元，包括电流源型阀组231和电流源型阀组232、换流变压器89和换流变压器91。
电流源型阀组231通过不具有调压功能的换流变压器89连接交流系统221，电流源型阀组232通过不具有调压功能的换流变压器91连接交流系统221，电流源型阀组231的直流侧与电流源型阀组232的直流侧串联连接。电流源型阀组231包括电网换相换流器80、旁通开关81、隔离刀闸82和隔离刀闸83、旁通刀闸84，电流源型阀组232包括电网换相换流器90、旁通开关85、隔离刀闸86和隔离刀闸87、旁通刀闸88。
电流源型阀组231通过连接线92连接不具有调压功能的换流变压器89的阀侧，不具有调压功能的换流变压器89的网侧通过连接线93与交流系统221连接。电流源型阀组232通过连接线94连接不具有调压功能的换流变压器91的阀侧，不具有调压功能的换流变压器91的网侧通过连接线95与交流系统221 连接。
功率正送时，站一的交流系统111和交流系统121分别通过换流单元110和直流调压单元120将交流电转化为直流电，通过直流线路300输送到站二。站二分别通过换流单元210和直流调压单元220将直流电转化为交流电送到交流系统211和交流系统221，从而实现直流功率正送。
功率反送时，站二的交流系统211和交流系统221分别通过换流单元210和直流调压单元220将交流电转化为直流电，通过直流线路300输送到站一，站一分别通过换流单元110和直流调压单元120将直流电转化为交流电送到交流系统111和交流系统121，从而实现直流功率反送。
需要指出的是，为了简化说明，图3主回路中示意的直流调压单元仅有两个电流源型阀组。为了达到较好的调压功能，需要配置多于两个电流源型阀组。
图4是本申请实施例提供的一种如图1所示直流调压单元的控制方法示意图。
直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。
当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值时，控制一个未运行的电流源型阀组投入运行。
当检测到正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值时，控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行。
以图3所示的主回路为例，详细步骤如下。
在S110中，直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。
具体而言，功率正送时，站一的换流器运行在整流状态，站二的换流器运行在逆变状态，站一的直流调压单元120采用直流电流控制，站二的直流调压单元220采用直流电压控制。站一的直流调压单元120 的直流电流指令值为高压直流输电系统直流调压单元120所在直流极的直流电流指令值，根据高压直流输电系统的输送功率需求确定。站二的直流调压单元220的直流电压指令值为控制站一的相应直流极的直流电压为直流电压指令值，全压运行时直流电压指令值为额定直流电压。
在S120中，当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值时，控制一个未运行的电流源型阀组投入运行。
以站一的直流调压单元120中只有电流源型阀组11在运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元 120中的电流源型阀组11的电网换相换流器1的触发角低于10°时，控制电流源型阀组12投入运行。
以站二的直流调压单元220中只有电流源型阀组231在运行为例，功率正送时，站二的直流调压单元 220中的电流源型阀组231的电网换相换流器80的关断角低于15°时，控制电流源型阀组232投入运行。
上述控制一个未运行的电流源型阀组投入运行是通过解锁电流源型阀组中的电网换相换流器，控制直流电流由旁通开关转移到电网换相换流器，断开旁通开关，控制电网换相换流器的直流电压和直流电流至指令值。
在S130中，当检测到正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值时，控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行。
以站一的直流调压单元120中的电流源型阀组11和电流源型阀组12同时运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元120中的电流源型阀组11的电网换相换流器1的触发角高于20°时，控制电流源型阀组11退出运行。站一的直流调压单元120中的电流源型阀组12的电网换相换流器2的触发角高于20°时，控制电流源型阀组12退出运行。站一的直流调压单元120中的电流源型阀组11的电网换相换流器1和电流源型阀组12的电网换相换流器2的触发角同时高于20°时，先控制其中一个电流源型阀组退出运行。
以站二的直流调压单元220中的电流源型阀组231和电流源型阀组232同时运行为例，功率正送时，站二的直流调压单元220中的电流源型阀组231的电网换相换流器80的关断角高于25°时，控制电流源型阀组231退出运行。站二的直流调压单元220中的电流源型阀组232的电网换相换流器90的关断角高于25°时，控制电流源型阀组232退出运行。站二的直流调压单元220中的电流源型阀组231的电网换相换流器80和电流源型阀组232的电网换相换流器90的关断角同时高于25°时，先控制其中一个电流源型阀组退出运行。
上述控制其中一个电流源型阀组退出运行是通过控制电流源型阀组中的电网换相换流器的触发角为 90°，投入电流源型阀组中的电网换相换流器的旁通对，合上电网换相换流器的旁通开关，闭锁电网换相换流器来实现。
图5是本申请实施例提供的另一种直流调压单元示意图。直流调压单元至少包括电压源型阀组 21和电压源型阀组22、联结变压器25和29。
联结变压器25和29不带分接头或分接开关，不具有调节联结变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。两个联结变压器为两个独立的双绕组三相联结变压器或一个多绕组三相联结变压器。多绕组三相联结变压器包括一个网侧绕组与至少两个阀侧绕组，两个阀侧绕组分别与两个电压源型阀组的交流侧连接。
电压源型阀组21通过联结变压器25连接交流系统，电压源型阀组22通过联结变压器29连接交流系统。电压源型阀组21的直流侧与电压源型阀组22的直流侧串联连接，连接方式为电压源型阀组21的负极X6与电压源型阀组22的正极X7连接。两个联结变压器25和29的网侧分别通过连接线26和30连接交流系统，两个联结变压器25和29的阀侧分别与电压源型阀组21和电压源型阀组22的交流侧连接。
电压源型阀组包括单个电压源换流器或并联连接的至少两个电压源换流器，并不以此为限。
电压源换流器包括两电平换流器、二极管箝位型多电平换流器、模块化多电平换流器MMC、混合多电平换流器HMC、两电平级联型换流器CSL或堆叠式两电平换流器CTL的至少一种。模块化多电平换流器MMC包括半桥子模块组成的模块化多电平换流器、全桥子模块组成的模块化多电平换流器、半桥子模块和全桥子模块混合组成的模块化多电平换流器的至少一种。
电压源换流器包括可关断的全控型功率半导体。可关断的全控型功率半导体包括绝缘栅双极型晶体管 IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT、可关断晶闸管GTO、电力场效应管Power MOSFET、电子注入增强栅晶体IEGT、门极换流晶闸管GCT或碳化硅增强型结型场效应晶体管SiC-JFET的至少一种。
半桥子模块还包括保护晶闸管。保护晶闸管并联在半桥子模块两端，保护与保护晶闸管并联连接的可关断的全控型功率半导体的反向二极管。
电压源型阀组21包括电压源换流器3。隔离刀闸23为三相，在隔离刀闸23两端并联有充电电阻24，连接线26为三相线。电压源型阀组22包括电压源换流器4。隔离刀闸27为三相，在隔离刀闸27两端并联有充电电阻28，连接线30为三相线。
可选地，电压源型阀组还包括旁通开关，旁通开关与电压源换流器并联连接。
可选地，电压源型阀组还包括至少两个隔离刀闸和旁通刀闸。两个隔离刀闸的一端分别连接电压源换流器的一端和另一端。旁通刀闸的两端分别连接两个隔离刀闸的另一端。
可选地，电压源型阀组还包括限流电抗器，限流电抗器串联连接电压源换流器或旁通开关。
图6是本申请实施例提供的一种电压源换流器示意图，采用模块化多电平换流器，共有六个桥臂。
每个桥臂由N个子模块42和一个电抗器43串联组成，每个桥臂并联避雷器44，模块化多电平换流器的正极和负极也分别配置避雷器。
图7是本申请实施例提供的一种全桥子模块结构示意图，包括四个IGBT器件45和一个电容46的全桥结构。
图8是本申请实施例提供的一种半桥子模块和全桥子模块串联结构示意图，包括串联连接的半桥结构的子模块和全桥结构的子模块。半桥结构的子模块包括两个IGBT器件47和一个电容48。全桥结构的子模块包括四个IGBT器件45和一个电容46。
图9是本申请实施例提供的一种包括图5所示直流调压单元的高压直流输电系统主回路示意图。
高压直流输电系统站一的一个直流极102包括换流单元110、交流系统111、交流滤波器112、平波电抗器113、直流滤波器114、直流调压单元128和交流系统121。高压直流输电系统站二的一个直流极202 包括换流单元210、交流系统211、交流滤波器212、平波电抗器213、直流滤波器214、直流调压单元228 和交流系统221。站一和站二之间配置直流线路300、接地极线路101、接地极线路201。
需要指出的是，交流系统111和交流系统121可为同一电压等级交流电网或同一交流电网，也可为不同电压等级的交流电网。交流系统211和交流系统221可为同一电压等级交流电网或同一交流电网，也可为不同电压等级的交流电网。
换流单元110包括大容量的电网换相换流器50、旁通开关51、隔离刀闸52和53、旁通刀闸54和换流变压器55。
直流调压单元128采用图5所示的直流调压单元。直流调压单元128包括电压源型阀组21和电压源型阀组22、联结变压器25和联结变压器29。联结变压器25和29不带分接头或分接开关，不具有调节联结变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
电压源型阀组21通过联结变压器25连接交流系统121，电压源型阀组22通过联结变压器29连接交流系统121。电压源型阀组21的直流侧与电压源型阀组22的直流侧串联连接。电压源型阀组21包括电压源换流器3、旁通开关61、隔离刀闸62和隔离刀闸63、旁通刀闸64。电压源型阀组22包括电压源换流器4、旁通开关65、隔离刀闸66和隔离刀闸67、旁通刀闸68。上述电压源换流器采用半桥子模块和全桥子模块混合组成的模块化多电平换流器。
电压源型阀组21通过隔离刀闸23连接联结变压器25的阀侧，联结变压器25的网侧通过连接线26 与交流系统121连接。在隔离刀闸23两端并联有充电电阻24。电压源型阀组22通过隔离刀闸27连接联结变压器29的阀侧，联结变压器29的网侧通过连接线30与交流系统121连接。在隔离刀闸27两端并联有充电电阻28。
换流单元210包括大容量的电网换相换流器70、旁通开关71、隔离刀闸72和73、旁通刀闸74和换流变压器75。直流调压单元228包括电压源型阀组233和电压源型阀组234、联结变压器249和联结变压器251。联结变压器249和251不带分接头或分接开关，不具有调节联结变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
电压源型阀组233通过联结变压器249连接交流系统221，电压源型阀组234通过联结变压器251连接交流系统221，电压源型阀组233的直流侧与电压源型阀组234的直流侧串联连接。电压源型阀组233 包括电压源换流器240、旁通开关241、隔离刀闸242和隔离刀闸243、旁通刀闸244。电压源型阀组234 包括电压源换流器250、旁通开关245、隔离刀闸246和隔离刀闸247、旁通刀闸248。
电压源型阀组233通过隔离刀闸252连接联结变压器249的阀侧，联结变压器249的网侧通过连接线 254与交流系统221连接。在隔离刀闸252两端并联有充电电阻253。电压源型阀组234通过隔离刀闸255 连接联结变压器251的阀侧，联结变压器251的网侧通过连接线257与交流系统221连接。在隔离刀闸255 两端并联有充电电阻256。
功率正送时，站一的交流系统111和交流系统121分别通过换流单元110和直流调压单元128将交流电转化为直流电，通过直流线路300输送到站二。站二分别通过换流单元210和直流调压单元228将直流电转化为交流电送到交流系统211和交流系统221，从而实现直流功率正送。
功率反送时，站二的交流系统211和交流系统221分别通过换流单元210和直流调压单元228将交流电转化为直流电，通过直流线路300输送到站一。站一分别通过换流单元110和直流调压单元128将直流电转化为交流电送到交流系统111和交流系统121，从而实现直流功率反送。
需要指出的是，为了简化说明，图9的主回路中示意的直流调压单元仅有两个电压源型阀组。为了达到较好的调压功能，需要配置多于两个电压源型阀组。
图10是本申请实施例提供的一种如图5所示直流调压单元的控制方法示意图。
利用直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。
当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制一个未运行的电压源型阀组投入运行。
当检测到正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行。
以图9所示的主回路为例，详细步骤如下。
如图10所示，在S210中，直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。
具体而言，功率正送时，站一的换流器运行在整流状态，站二的换流器运行在逆变状态，站一的直流调压单元128采用直流电流控制，站二的直流调压单元228采用直流电压控制。站一的直流调压单元128 的直流电流指令值为直流调压单元128所在直流极的直流电流指令值，根据高压直流输电系统的输送功率需求确定。站二的直流调压单元228的直流电压指令值为控制站一的相应直流极的直流电压为直流电压指令值，全压运行时直流电压指令值为额定直流电压。
在S220中，当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制一个未运行的电压源型阀组投入运行。
以站一的直流调压单元128中只有电压源型阀组21在运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元 128中的电压源型阀组21的电压源换流器3的调制比低于0.6时，控制电压源型阀组22投入运行。
以站二的直流调压单元228中只有电压源型阀组233在运行为例，功率正送时，站二的直流调压单元 228中的电压源型阀组233的电压源换流器240的调制比低于0.6时，控制电压源型阀组234投入运行。
上述控制一个未运行的电压源型阀组投入运行是通过解锁电压源型阀组中的电压源换流器，控制直流电流由电压源换流器的旁通开关转移到电压源换流器，断开旁通开关，控制电压源换流器的直流电压和直流电流至指令值。
在S230中，当检测到正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行。
以站一的直流调压单元128中的电压源型阀组21和电压源型阀组22同时运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元128中的电压源型阀组21的电压源换流器3的调制比高于1.0时，控制电压源型阀组21退出运行。站一的直流调压单元128中的电压源型阀组22的电压源换流器4的调制比高于1.0时，控制电压源型阀组22退出运行。站一的直流调压单元128中的电压源型阀组21的电压源换流器3和电压源型阀组22的电压源换流器4的调制比同时高于1.0时，先控制其中一个电压源型阀组退出运行。
以站二的直流调压单元228中的电压源型阀组233和电压源型阀组234同时运行为例。功率正送时，站二的直流调压单元228中的电压源型阀组233的电压源换流器240的调制比高于1.0时，控制电压源型阀组233退出运行。站二的直流调压单元228中的电压源型阀组234的电压源换流器250的调制比高于1.0 时，控制电压源型阀组234退出运行。站二的直流调压单元228中的电压源型阀组233的电压源换流器240 和电压源型阀组234的电压源换流器250的调制比同时高于1.0时，先控制其中一个电压源型阀组退出运行。
上述控制其中一个电压源型阀组退出运行是通过控制电压源型阀组中的电压源换流器的直流电压为零，合上电压源换流器的旁通开关，闭锁电压源换流器来实现。
图11是本申请实施例提供的又一种直流调压单元示意图，至少包括一个电流源型阀组31和一个电压源型阀组32、换流变压器34和联结变压器38。换流变压器34和联结变压器38不带分接头或分接开关，不具有调节网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
电流源型阀组31通过换流变压器34连接交流系统，电压源型阀组32通过联结变压器38连接交流系统，电流源型阀组31的直流侧与电压源型阀组32的直流侧串联连接，连接方式为电流源型阀组31的阳极X10与电压源型阀组32的正极X11连接。
电流源型阀组31通过连接线33连接换流变压器34的阀侧，换流变压器34的网侧通过连接线35与交流系统连接。电流源型阀组31包括电网换相换流器5。如果电网换相换流器5为六脉动桥式电路，则换流变压器34为三相变压器，连接线33为三相线。如果电网换相换流器5为十二脉动桥式电路，则换流变压器34为星接-星接三相变压器和星接-角接三相变压器，连接线33为两组三相线。连接线35为三相线。电压源型阀组32通过隔离刀闸36连接联结变压器38的阀侧，联结变压器38的网侧通过连接线39与交流系统连接，其中，在隔离刀闸36两端并联有充电电阻37。电压源型阀组32包括电压源换流器6。隔离刀闸36为三相，连接线39为三相线。
图12是本申请实施例提供的一种包括图11所示直流调压单元的高压直流输电系统主回路示意图。
高压直流输电系统站一的一个直流极103包括换流单元110、交流系统111、交流滤波器112、平波电抗器113、直流滤波器114、直流调压单元129、交流系统121、交流滤波器125、平波电抗器126和直流滤波器127。高压直流输电系统站二的一个直流极203包括换流单元210、交流系统211、交流滤波器212、平波电抗器213、直流滤波器214、直流调压单元229、交流系统221、交流滤波器225、平波电抗器226 和直流滤波器227。站一和站二之间配置直流线路300、接地极线路101、接地极线路201。
需要指出的是，交流系统111和交流系统121可为同一电压等级交流电网或同一交流电网，也可为不同电压等级的交流电网。交流系统211和交流系统221可为同一电压等级交流电网或同一交流电网，也可为不同电压等级的交流电网。
换流单元110包括大容量的电网换相换流器50、旁通开关51、隔离刀闸52和53、旁通刀闸54和换流变压器55。直流调压单元129采用如图11所示的直流调压单元，调压单元129包括电流源型阀组31和电压源型阀组32、不具有调压功能的换流变压器34和不具有调压功能的联结变压器38。
电流源型阀组31通过不具有调压功能的换流变压器34连接交流系统121，电压源型阀组32通过不具有调压功能的联结变压器38连接交流系统121，电流源型阀组31的直流侧与电压源型阀组32的直流侧串联连接。电流源型阀组31包括电网换相换流器5、旁通开关161、隔离刀闸162和隔离刀闸163、旁通刀闸164。电压源型阀组32包括电压源换流器6、旁通开关165、隔离刀闸166和隔离刀闸167、旁通刀闸 168。电网换相换流器5采用图2所示的十二脉动桥式电路。电压源换流器6采用半桥子模块和全桥子模块混合组成的模块化多电平换流器。
电流源型阀组31通过连接线33连接不具有调压功能的换流变压器34的阀侧，不具有调压功能的换流变压器34的网侧通过连接线35与交流系统121连接。电压源型阀组32通过隔离刀闸36连接联结变压器38的阀侧，联结变压器38的网侧通过连接线39与交流系统121连接。在隔离刀闸36两端并联有充电电阻37。
换流单元210包括大容量的电网换相换流器70、旁通开关71、隔离刀闸72和73、旁通刀闸74和换流变压器75。直流调压单元229采用如图11所示的直流调压单元，包括电流源型阀组235和电压源型阀组236、换流变压器269和联结变压器271。
电流源型阀组235通过不具有调压功能的换流变压器269连接交流系统221，电压源型阀组236通过不具有调压功能的联结变压器271连接交流系统221，电流源型阀组235的直流侧与电压源型阀组236的直流侧串联连接。电流源型阀组235包括电网换相换流器260、旁通开关261、隔离刀闸262和隔离刀闸 263、旁通刀闸264，电压源型阀组236包括电压源换流器270、旁通开关265、隔离刀闸266和隔离刀闸 267、旁通刀闸268。
电流源型阀组235通过连接线272连接不具有调压功能的换流变压器269的阀侧，不具有调压功能的换流变压器269的网侧通过连接线273与交流系统221连接。电压源型阀组236通过隔离刀闸274连接联结变压器271的阀侧，联结变压器271的网侧通过连接线276与交流系统221连接。在隔离刀闸274两端并联有充电电阻275。
功率正送时，站一的交流系统111和交流系统121分别通过换流单元110和直流调压单元129将交流电转化为直流电，通过直流线路300输送到站二。站二分别通过换流单元210和直流调压单元229将直流电转化为交流电送到交流系统211和交流系统221，从而实现直流功率正送。
功率反送时，站二的交流系统211和交流系统221分别通过换流单元210和直流调压单元229将交流电转化为直流电，通过直流线路300输送到站一，站一分别通过换流单元110和直流调压单元129将直流电转化为交流电送到交流系统111和交流系统121，从而实现直流功率反送。
需要指出的是，为了简化说明，图12主回路中示意的直流调压单元仅有一个电流源型阀组和一个电压源型阀组。为了达到较好的调压功能，需要配置多于一个电流源型阀组和一个电压源型阀组。
图13是本申请实施例提供的一种如图11所示直流调压单元的控制方法示意图。
直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。
当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值或检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制一个未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行。
当检测到正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值或检测到正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制一个正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。
以图12所示的主回路为例，详细步骤如下。
在S310中，直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。
具体而言，功率正送时，站一的换流器运行在整流状态，站二的换流器运行在逆变状态，站一的直流调压单元129采用直流电流控制，站二的直流调压单元229采用直流电压控制。站一的直流调压单元129 的直流电流指令值为高压直流输电系统直流调压单元129所在直流极的直流电流指令值，根据高压直流输电系统的输送功率需求确定。站二的直流调压单元229的直流电压指令值为控制站一的相应直流极的直流电压为直流电压指令值，全压运行时直流电压指令值为额定直流电压。
在S320中，当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值或检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制一个未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行。
以站一的直流调压单元129中只有电流源型阀组31在运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元 129中的电流源型阀组31的电网换相换流器5的触发角低于10°时，控制电压源型阀组32投入运行。
以站二的直流调压单元229中只有电流源型阀组235在运行为例，功率正送时，站二的直流调压单元 229中的电流源型阀组235的电网换相换流器260的关断角低于15°时，控制电压源型阀组236投入运行。
上述控制一个未运行的电压源型阀组投入运行是通过解锁电压源型阀组中的电压源换流器，控制直流电流由电压源换流器的旁通开关转移到电压源换流器，断开旁通开关，控制电压源换流器的直流电压和直流电流至指令值。
以站一的直流调压单元129中只有电压源型阀组32在运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元 129中的电压源型阀组32的电压源换流器6的调制比低于0.6时，控制电流源型阀组31投入运行。
以站二的直流调压单元229中只有电压源型阀组236在运行为例，功率正送时，站二的直流调压单元 229中的电压源型阀组236的电压源换流器270的调制比低于0.6时，控制电流源型阀组235投入运行。
上述控制一个未运行的电流源型阀组投入运行是通过解锁电流源型阀组中的电网换相换流器，控制直流电流由旁通开关转移到电网换相换流器，断开旁通开关，控制电网换相换流器的直流电压和直流电流至指令值。
在S330中，当检测到正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值或检测到正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制一个正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。
以站一的直流调压单元129中的电流源型阀组31和电压源型阀组32同时运行为例，功率正送时，站一的直流调压单元129中的电流源型阀组31的电网换相换流器5的触发角高于20°时，控制电流源型阀组31退出运行。站一的直流调压单元129中的电压源型阀组32的电压源换流器6的调制比高于1.0时，控制电压源型阀组32退出运行。站一的直流调压单元129中的电流源型阀组31的电网换相换流器5的触发角高于20°且电压源型阀组32的电压源换流器6的调制比高于1.0时，先控制电流源型阀组31和电压源型阀组32中的一个退出运行。
以站二的直流调压单元229中的电流源型阀组235和电压源型阀组236同时运行为例，功率正送时，站二的直流调压单元229中的电流源型阀组235的电网换相换流器5的关断角高于25°时，控制电流源型阀组235退出运行。站二的直流调压单元229中的电压源型阀组236的电压源换流器270的调制比高于1.0 时，控制电压源型阀组236退出运行。站二的直流调压单元229中的电流源型阀组235的电网换相换流器 260的触发角高于20°且电压源型阀组236的电压源换流器270的调制比高于1.0时，先控制电流源型阀组235和电压源型阀组236中的一个退出运行。
上述控制电流源型阀组退出运行是通过控制电流源型阀组中的电网换相换流器的触发角为90°，投入电流源型阀组中的电网换相换流器的旁通对，合上旁通开关，闭锁电网换相换流器来实现。
上述控制电压源型阀组退出运行是通过控制电压源型阀组中的电压源换流器的直流电压为零，合上电压源换流器的旁通开关，闭锁电压源换流器来实现。
图14为本申请实施例提供的一种直流调压单元控制装置，控制装置包括检测模块和控制模块。
检测模块用于检测电流源型阀组的直流电压和直流电流、电压源型阀组的直流电压和直流电流、电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角、联结变压器的阀侧相电压。
控制模块利用直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值。当检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值时，控制模块控制一个未运行的电流源型阀组投入运行。或者检测到直流调压单元中正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制模块控制一个未运行的电压源型阀组投入运行。当检测到正在运行的一个或多个电流源型阀组的电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值时，控制模块控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行。或者检测到正在运行的一个或多个电压源型阀组的电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制模块控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (37)

1.一种直流调压单元的控制方法，所述直流调压单元包括串联连接的电流源型阀组或电压源型阀组，所述电流源型阀组包括电网换相换流器，所述电压源型阀组包括电压源换流器，所述方法包括：
所在系统为高压直流输电系统或高压直流输电系统的一个直流极，利用所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值，包括：
当所述所在系统为直流功率控制时，所述直流调压单元调节所在系统的直流功率为指令值；
当所述所在系统为直流电流控制时，所述直流调压单元调节所在系统的直流电流为指令值；
当所述所在系统为直流电压控制时，所述直流调压单元调节所在系统的直流电压为指令值；
当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，低于第一定值时，控制未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行；
当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，高于第二定值时，控制正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。
2.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流为指令值包括：
其中一个电流源型阀组或电压源型阀组采用直流电流控制，其他电流源型阀组或电压源型阀组采用直流电压控制。
3.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述直流调压单元调节所在系统的控制直流电压为指令值包括：
每个所述电流源型阀组或所述电压源型阀组采用直流电压控制。
4.如权利要求3所述的控制方法，其中，
当每个所述电流源型阀组的主回路参数相同时，控制每个所述电流源型阀组的直流电压相同；
当每个所述电压源型阀组的主回路参数相同时，控制每个所述电压源型阀组的直流电压相同；
当所述电流源型阀组的主回路参数不同或所述电压源型阀组的主回路参数不同时，控制所述电流源型阀组和所述电压源型阀组的直流电压按照额定直流电压进行比例分配。
5.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述电网换相换流器的触发角低于第一触发角定值或关断角低于第一关断角定值时，控制一个未运行的电流源型阀组投入运行。
6.如权利要求5所述的控制方法，其中，所述控制一个未运行的电流源型阀组投入运行包括：
解锁所述未运行的电流源型阀组中的电网换相换流器；
控制电流从所述电网换相换流器的旁通开关转移到所述电网换相换流器；
分开所述旁通开关，其中，所述旁通开关与所述电网换相换流器并联连接；
控制所述电网换相换流器的直流电压和直流电流至指令值。
7.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述电压源换流器的调制比低于第一调制比定值时，控制一个未运行的电压源型阀组投入运行。
8.如权利要求7所述的控制方法，其中，所述控制一个未运行的电压源型阀组投入运行包括：
解锁所述未运行的电压源型阀组中的电压源换流器；
控制电流从所述电压源换流器的旁通开关转移到所述电压源换流器；
分开旁通开关，其中，所述旁通开关与所述电压源换流器并联连接；
控制所述电压源换流器的直流电压和直流电流至指令值。
9.如权利要求5所述的控制方法，其中，所述电网换相换流器的触发角高于第二触发角定值或关断角高于第二关断角定值时，控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行。
10.如权利要求9所述的控制方法，其中，所述控制一个正在运行的电流源型阀组退出运行包括：
控制所述正在运行的电流源型阀组中的电网换相换流器触发角为90°；
投入所述电网换相换流器的旁通对；
合上所述电网换相换流器的旁通开关，闭锁所述电网换相换流器，其中，所述旁通开关与所述电网换相换流器并联连接。
11.如权利要求7所述的控制方法，其中，所述电压源换流器的调制比高于第二调制比定值时，控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行。
12.如权利要求11所述的控制方法，其中，所述控制一个正在运行的电压源型阀组退出运行包括：
控制所述正在运行的电压源型阀组中的电压源换流器的直流电压为零；
合上所述电压源换流器的旁通开关，闭锁所述电压源换流器。
13.如权利要求9所述的控制方法，其中，
所述第一触发角定值小于所述第二触发角定值，所述第一触发角定值取值范围为5°-15°之间，所述第二触发角定值取值范围为15°-50°之间；
所述第一关断角定值小于所述第二关断角定值，所述第一关断角定值取值范围为5°-17°之间，所述第二关断角定值取值范围为17°-50°之间。
14.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述电压源换流器的调制比为联结变压器的阀侧相电压幅值除以所述电压源换流器的直流电压的一半。
15.如权利要求11所述的控制方法，其中，所述第一调制比定值小于所述第二调制比定值，所述第一调制比定值取值范围为0.5-0.9之间，所述第二调制比定值取值范围为0.7-1.1之间。
16.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述直流调压单元包括：
至少两个电流源型阀组，两个所述电流源型阀组的直流侧串联连接；
至少两个换流变压器，不具有调压功能，两个所述换流变压器的网侧分别连接交流系统，两个所述换流变压器的阀侧分别连接两个所述电流源型阀组的交流侧。
17.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述直流调压单元包括：
至少一个电流源型阀组；
至少一个换流变压器，不具有调压功能，所述换流变压器的网侧连接交流系统，所述换流变压器的阀侧连接所述电流源型阀组的交流侧；
至少一个电压源型阀组，所述电流源型阀组和所述电压源型阀组的直流侧串联连接；
至少一个联结变压器，所述联结变压器的网侧连接所述交流系统，所述联结变压器的阀侧连接所述电压源型阀组的交流侧。
18.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述直流调压单元包括：
至少两个电压源型阀组，两个所述电压源型阀组的直流侧串联连接；
至少两个联结变压器，两个所述联结变压器的网侧分别连接交流系统，两个所述联结变压器的阀侧分别与两个所述电压源型阀组的交流侧连接。
19.如权利要求16或17所述的控制方法，其中，所述换流变压器，不具有调压功能包括：
所述换流变压器不带分接头或分接开关，不具有调节所述换流变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
20.如权利要求19所述的控制方法，其中，两个所述换流变压器包括至少两个独立的双绕组三相换流变压器或一个多绕组三相换流变压器；所述多绕组三相换流变压器包括一个网侧绕组与至少两个阀侧绕组，两个所述阀侧绕组分别与两个所述电流源型阀组的交流侧连接。
21.如权利要求17或18所述的控制方法，其中，所述联结变压器不带分接头或分接开关，不具有调节所述联结变压器的网侧绕组和阀侧绕组变比的功能。
22.如权利要求21所述的控制方法，其中，两个所述联结变压器为两个独立的双绕组三相联结变压器或一个多绕组三相联结变压器；所述多绕组三相联结变压器包括一个网侧绕组与至少两个阀侧绕组，两个所述阀侧绕组分别与两个所述电压源型阀组的交流侧连接。
23.如权利要求21所述的控制方法，所述直流调压单元还包括：
充电电阻，串联连接在所述电压源型阀组与所述联结变压器之间；
隔离刀闸，与所述充电电阻并联连接。
24.如权利要求16或17所述的控制方法，其中，所述电流源型阀组包括电网换相换流器。
25.如权利要求24所述的控制方法，其中，所述电流源型阀组还包括：
旁通开关，与所述电网换相换流器并联连接。
26.如权利要求24所述的控制方法，其中，所述电流源型阀组还包括：
至少两个隔离刀闸，两个所述隔离刀闸的一端分别连接所述电网换相换流器的一端；
旁通刀闸，两端分别连接两个所述隔离刀闸的另一端。
27.如权利要求24所述的控制方法，其中，所述电网换相换流器包括六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路、多个六脉动桥式电路串联连接组成的电路的至少一种，所述六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路、多个六脉动桥式电路串联连接组成的电路均包括电流源型功率半导体。
28.如权利要求27所述的控制方法，其中，所述电流源型功率半导体包括晶闸管。
29.如权利要求17或18所述的控制方法，其中，所述电压源型阀组包括单个电压源换流器或并联连接的至少两个电压源换流器。
30.如权利要求29所述的控制方法，其中，所述电压源型阀组还包括：
旁通开关，与所述电压源换流器并联连接。
31.如权利要求30所述的控制方法，其中，所述电压源型阀组还包括：
至少两个隔离刀闸，两个所述隔离刀闸的一端分别连接所述电压源换流器的一端；
旁通刀闸，两端分别连接两个所述隔离刀闸的另一端。
32.如权利要求30至31之任一项所述的控制方法，其中，所述电压源型阀组还包括：
限流电抗器，串联连接所述电压源换流器或所述电压源换流器的旁通开关。
33.如权利要求32所述的控制方法，其中，所述电压源换流器包括：两电平换流器、二极管箝位型多电平换流器、模块化多电平换流器MMC、混合多电平换流器HMC、两电平级联型换流器CSL或堆叠式两电平换流器CTL的至少一种，其中，所述模块化多电平换流器MMC包括半桥子模块组成的模块化多电平换流器、全桥子模块组成的模块化多电平换流器、半桥子模块和全桥子模块混合组成的模块化多电平换流器的至少一种。
34.如权利要求33所述的控制方法，其中，所述电压源换流器包括可关断的全控型功率半导体，所述可关断的全控型功率半导体包括绝缘栅双极型晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT、可关断晶闸管GTO、电力场效应管Power MOSFET、电子注入增强栅晶体IEGT、门极换流晶闸管GCT或碳化硅增强型结型场效应晶体管SiC-JFET的至少一种。
35.如权利要求33所述的控制方法，其中，所述半桥子模块还包括：
保护晶闸管，所述保护晶闸管并联在所述半桥子模块两端，保护与所述保护晶闸管并联连接的可关断的全控型功率半导体的反向二极管。
36.如权利要求16至18之任一项所述的控制方法，其中，所述电流源型阀组或所述电压源型阀组的每个桥臂均并联避雷器，所述电流源型阀组或所述电压源型阀组的直流侧均并联避雷器。
37.一种直流调压单元的控制装置，包括：
检测模块，用于检测电流源型阀组的直流电压和直流电流、电压源型阀组的直流电压和直流电流、电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角、联结变压器的阀侧相电压；
控制模块，利用所述直流调压单元调节所在系统的直流功率或直流电流或直流电压为指令值，当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，低于第一定值时，所述控制模块控制未运行的电流源型阀组或电压源型阀组投入运行；当所述直流调压单元中正在运行的电流源型阀组的电网换相换流器的触发角或关断角，或电压源型阀组的电压源换流器的调制比，高于第二定值时，所述控制模块控制正在运行的电流源型阀组或电压源型阀组退出运行。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110289774A (zh) * 2019-07-03 2019-09-27 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压直流输电换流单元及其控制方法和控制装置

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