CN113497552B - 一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，步骤是：选择其中一极换流器由直流侧充电；由直流侧换流器充电完成后，孤岛解锁运行，为交流母线建立交流电压；另一极换流器通过交流侧连接交流母线，为换流器交流充电；等待换流器交流充电完成，该换流器以定直流电压控制方式解锁；定直流电压控制模式解锁稳定后，并入直流网络，并且切换为孤岛控制方式，孤岛启动完成。此种方法针对柔性直流输电真双极拓扑结构，解决现有零电压启动停运直流电网的弊端，以及应对换流器充电电阻等设备的故障引起无法启动双极换流器的问题，在不增加任何设备的条件下，很好地解决了现有孤岛启动方法的缺点，由此提高了柔性直流电网运行的灵活性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力系统柔性直流领域，具体涉及一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法。
背景技术
柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的输出，提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。
我国沿海岛屿众多，岛屿内部交流电网大部分偏弱，电源输出不稳定。而柔性直流输电在分布式发电并网、大规模风电并网、孤岛供电、新能源并网、城市配电网等领域具有较大的优势。我国电力建设正大力发展柔性直流建设，诸如国家电网公司已建成在运行的浙江舟山五端柔直工程，为舟山群岛新区提供供电可靠保证，南方电网公司建设了广东南澳三端柔直工程，实现了风电并网，以及正在大力建设的张北直流电网工程，为张家口地区大规模风电外送提供了送电走廊。
柔性直流输电构成直流电网，在孤岛供电、风电并网等场合，不可避免的需要换流器孤岛启动。通常现有方法中，一种换流器可以通过直流侧充电电阻启动，各极换流器经开关串联直流充电电阻，由直流电网进行带电阻直流充电启动，两极相互独立启动，互不影响，但是在某一极充电电阻故障或者开关等不具备条件时，对应该极无法启动，导致双极换流器仅能利用一半容量，降低了可用率；另一种启动方法为孤岛换流器连接有源换流站零电压启动，即各极在直流电网停运状态下，经过倒闸操作，使各极在零直流电压条件下连接至其他有源换流器，通过有源换流器交流充电，逐渐建立直流电压，为孤岛换流器充电，该方法无需直流充电电阻，但需要停运直流电网，对于多端输电系统来说，不能灵活投入孤岛换流站，极大的降低了电网的可用率及灵活性。
基于目前换流器孤岛启动的现有方法的弊端，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，针对柔性直流输电真双极拓扑结构，换流器的启动问题，解决现有零电压启动停运直流电网的弊端，以及应对换流器充电电阻等设备的故障引起无法启动双极换流器的问题，在不增加任何设备的条件下，很好地解决了现有孤岛启动方法的缺点，由此提高了柔性直流电网运行的灵活性和可靠性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，包括如下步骤：
步骤1，选择其中一极换流器由直流侧充电；
步骤2，由直流侧换流器充电完成后，孤岛解锁运行，为交流母线建立交流电压；
步骤3，另一极换流器通过交流侧连接交流母线，为换流器交流充电；
步骤4，等待换流器交流充电完成，该换流器以定直流电压控制方式解锁；
步骤5，定直流电压控制模式解锁稳定后，并入直流网络，并且切换为孤岛控制方式，孤岛启动完成。
上述步骤1中，通过对端连接，零电压充电启动，或者通过直流充电电阻，由直流电压直接充电。
上述步骤1中，选择带有直流充电电阻的一极，或者具备直流侧充电启动条件的一极换流器，由直流侧充电。
上述步骤3中，为换流器交流充电的交流电压由对极换流器直流充电解锁后建立，交流侧为无源系统。
上述步骤5的具体内容是，不经该换流器解锁，先直接并入直流网络，后该极换流器转为孤岛控制方式，解锁正常运行。
上述步骤5的具体内容是，换流器由定直流电压控制方式解锁后，建立与直流电网相同直流电压，然后并入直流电网，将控制方式由有源控制转为孤岛控制，完成孤岛启动过程。
采用上述方案后，本发明针对真双极结构，为了节省直流充电电阻，或者因为某一极一次设备或者运行方式等原因，导致一极不能通过直流充电时，可通过另一极解锁建立交流电压，为该极交流充电，换流器交流充电完成，实现孤岛解锁启动。通过该方法实现孤岛启动，不需要添加一次设备，不影响直流电网运行，提高了直流电网运行的灵活性，提升了柔直电网的可靠性。
附图说明
图1是本发明中柔性直流输电系统换流器真双极结构示意图；
图2是本发明一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
本发明提供一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，针对柔直系统真双极拓扑结构，通过其中一极换流器直流充电孤岛解锁，为双极换流器交流侧交流母线建立正常交流电压，另一极换流器通过连接交流母线，由交流侧为该极换流器充电，充电完成后，定直流电压控制解锁，并入直流电网，后转为孤岛方式运行。
所述孤岛启动方法具体包括如下步骤：
步骤1，选择带有直流充电电阻的一极，或者具备直流侧充电启动条件的一极换流器由直流侧充电，具体可以是通过对端连接，零电压充电启动，也可以是通过直流充电电阻，由直流电压直接充电；
步骤2，由直流侧换流器充电完成后，孤岛解锁运行，连接交流母线，建立正常交流电压；
步骤3，另一极换流器通过交流侧连接交流母线，为换流器交流充电，该交流侧电压由对极换流器提供，经交流充电完成，解锁后先并入直流网络后转为孤岛方式运行，交流侧为无源系统；
步骤4，等待换流器交流充电完成，选择该换流器以有源定直流电压控制方式解锁运行；
步骤5，定直流电压控制解锁的换流器建立正常直流电压后，选择极连接操作，将换流器并入直流电网，并且切换为孤岛控制方式，孤岛启动完成；其中，并入直流电网方法可选，一种可以是不经该换流器解锁，先直接并入直流网络，后该极换流器转为孤岛控制方式，解锁正常运行，另一种可以是该换流器首先由有源控制方式，由定直流电压控制方式解锁，建立与直流电网相同直流电压，然后并入直流电网，将控制方式由有源控制转为孤岛控制，完成孤岛启动过程。
柔性直流输电系统换流器真双极结构示意图如图1所示，换流器孤岛启动流程图如图2所示，具体包括如下步骤：
(1)以极1为例，选择直流侧充电，如极1直流母线带电，则选择经直流充电电阻为极1换流器充电，如极1直流电网零电压启动，经WPQ1为极1换流器充电；
(2)等待极1换流器充电完成，孤岛模式下解锁，建立交流电压；
(3)将开关QF1、QF闭合，由极1换流器为极1交流母线，极2交流母线提供正常交流电压；
(4)极2换流器充电准备就绪后，闭合开关QF2，由交流侧为极2换流器充电；
(5)极2换流器交流充电完成后，选择以定直流电压控制方式解锁，建立直流电压；
(6)极2换流器建立直流电压稳定后，通过合直流侧开关WPQ2，并入极2直流母线，并且改变控制方式为孤岛控制，完成孤岛启动运行。
本发明以极1依靠直流充电，解锁，建立交流电压，为极2提供交流电源，极2进行交流充电，完成整个启动过程为实施例进行介绍实施方案。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 (6)
1.一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，选择其中一极换流器由直流侧充电；
步骤2，由直流侧换流器充电完成后，孤岛解锁运行，为交流母线建立交流电压；
步骤3，另一极换流器通过交流侧连接交流母线，为换流器交流充电；
步骤4，等待换流器交流充电完成，该换流器以定直流电压控制方式解锁；
步骤5，定直流电压控制模式解锁稳定后，并入直流网络，并且切换为孤岛控制方式，孤岛启动完成。
2.如权利要求1所述一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，其特征在于：所述步骤1中，通过对端连接，零电压充电启动，或者通过直流充电电阻，由直流电压直接充电。
3.如权利要求1所述一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，其特征在于：所述步骤1中，选择带有直流充电电阻的一极，或者具备直流侧充电启动条件的一极换流器，由直流侧充电。
4.如权利要求1所述一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，其特征在于：所述步骤3中，为换流器交流充电的交流电压由对极换流器直流充电解锁后建立，交流侧为无源系统。
5.如权利要求1所述一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，其特征在于：所述步骤5的具体内容是，不经该换流器解锁，先直接并入直流网络，后该极换流器转为孤岛控制方式，解锁正常运行。
6.如权利要求1所述一种柔性直流输电系统换流器孤岛启动方法，其特征在于：所述步骤5的具体内容是，换流器由定直流电压控制方式解锁后，建立与直流电网相同直流电压，然后并入直流电网，将控制方式由有源控制转为孤岛控制，完成孤岛启动过程。
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