CN114336722A - 一种混合级联直流输电系统的起动控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种混合级联直流输电系统的起动控制方法及装置，适用于送端、受端双侧混合级联直流输电系统，起动控制方法包括：依照预设起动控制策略，通过控制送端换流站及受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双端混合级联直流输电系统。在系统起动时，通过采用预设起动控制策略，可实现送端、受端双侧混合级联直流输电系统的平稳起动。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，具体涉及一种混合级联直流输电系统的起动控制方法及装置。
背景技术
基于电网换相(LCC)换流器的特高压直流输电技术具有电压等级高、传输容量大、经济性好的优点，得到了广泛应用。但是，受制于其自身换相机理，其在弱电网下的运行能力存在本质局限。基于电压源(VSC)换流器的柔性直流输电技术就有可控性好、运行灵活、可自换相的突出优点，但是受制于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)技术性能，其单阀通流能力受限，损耗偏高，不能充分适应特高压大容量传输场景下应用需求。
研究表明，针对特高压直流系统，在换流站内采用LCC换流器与VSC换流器直流侧串联的混合级联结构可实现两者优点的融合，为弱电网下大规模可再生能源跨区传输和消纳提供安全可靠的技术途径。
然而，混合级联拓扑的引入对直流输电系统的运行控制提出全新挑战。目前针对受端混合级联直流输电系统的起动控制策略已经有了较为充分的研究，但是针对送端、受端双侧混合级联的直流输电系统，尚需要设计合理的起动控制策略，实现系统快速起动的同时，减小起动过程中的冲击。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中送端、受端双侧混合级联直流输电系统尚未有合理的起动策略的缺陷，从而提供一种混合级联直流输电系统的起动控制方法及装置。
第一方面，本发明实施例提供一种混合级联直流输电系统的起动控制方法，应用于送端、受端双侧混合级联直流输电系统，所述送端、受端双侧混合级联直流输电系统包括：送端换流站及受端换流站，所述送端换流站通过直流线路与所述受端换流站连接，所述混合级联直流输电系统的起动控制方法包括：
依照预设起动控制策略，通过控制所述送端换流站及所述受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统。
可选地，所述送端换流站包括送端LCC换流器及多个送端VSC换流器，其中，
所述送端LCC换流器的交流端通过变压器与交流母线连接，所述送端LCC换流器的直流第一端通过直流线路与所述受端换流站连接，所述送端LCC换流器的直流第二端分别与多个所述送端VSC换流器的直流第一端连接；
多个所述送端VSC换流器的交流端均通过变压器与交流母线连接，多个所述送端VSC换流器的直流第二端通过二次阻波器接地并与中性线连接。
可选地，所述送端换流站包括送端直流滤波器，所述送端直流滤波器的第一端与送端LCC换流器的直流第一端连接，其第二端与送端LCC换流器的直流第二端连接。可选地，所述受端换流站包括受端LCC换流器及多个受端VSC换流器，其中，
所述受端LCC换流器的交流端通过变压器与交流母线连接，所述受端LCC换流器的直流第一端通过直流线路与所述送端LCC换流器的直流第一端连接，所述受端LCC换流器的直流第二端分别与多个所述受端VSC换流器的直流第一端连接；
多个所述受端VSC换流器的交流端均通过变压器与交流母线连接，多个所述受端VSC换流器的直流第二端通过二次阻波器接地并与中性线连接。
可选地，所述受端换流站包括受端直流滤波器，所述受端直流滤波器的第一端与受端LCC换流器的直流第一端连接，其第二端与受端LCC换流器的直流第二端连接。
可选地，所述依照预设起动控制策略，通过控制所述送端换流站及所述受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统，包括：
闭合所述送端换流站内相应的刀闸、开关，同时闭合所述受端换流站内相应的刀闸、开关；
控制所述送端换流站内任意一个送端VSC换流器执行预充电并以定直流电压方式解锁，同时控制所述受端换流站内任意一个受端VSC换流器执行预充电并以定直流电压方式解锁；
控制送端LCC换流器、受端LCC换流器先后以预设触发角解锁；
控制送端LCC换流器、受端LCC换流器按照预设速率提升直流电压至额定水平同时提升功率至给定值；
控制所述送端换流站内剩余送端VSC换流器、所述受端换流站内剩余受端VSC换流器分别以定P-Q控制方式投入。
第二方面，本发明实施例提供一种混合级联直流输电系统的起动控制装置，包括：
送端控制模块，用于依照预设起动控制策略，通过控制送端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统；
受端控制模块，用于依照预设起动控制策略，通过控制受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例第一方面所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的一种混合级联直流输电系统的起动控制方法，应用于送端、受端双侧混合级联直流输电系统，送端、受端双侧混合级联直流输电系统包括：送端换流站及受端换流站，送端换流站通过直流线路与受端换流站连接，混合级联直流输电系统的起动控制方法包括：依照预设起动控制策略，通过控制送端换流站及受端换流站内部设备的运行状态起动混合级联直流输电系统。在系统起动时，通过采用预设起动控制策略，实现送端、受端双侧混合级联直流输电系统的平稳起动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例中混合级联直流输电系统拓扑结构图；
图2为本发明实施例中混合级联直流输电系统的起动控制方法的一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例中混合级联直流输电系统的起动控制方法的另一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例中仿真波形图；
图5为本发明实施例中混合级联直流输电系统的起动控制装置的一个具体示例的原理框图；
图6为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种送端、受端双侧混合级联直流输电系统，其正极侧拓扑结构如图1所示，包括：送端换流站及受端换流站，其中，送端换流站通过直流线路与受端换流站连接。
在一具体实施例中，如图1所示，送端换流站包括送端LCC换流器、送端直流滤波器及多个送端VSC换流器，其中，送端LCC换流器的交流端通过变压器与交流母线连接，送端LCC换流器的直流第一端通过直流线路与受端换流站连接，送端LCC换流器的直流第二端分别与多个送端VSC换流器的直流第一端连接。多个送端VSC换流器的交流端均通过变压器与交流母线连接，多个送端VSC换流器的直流第二端与中性线连接。送端直流滤波器的第一端与送端LCC换流器的直流第一端连接，其第二端与送端LCC换流器的直流第二端连接。
在本发明实施例中，受端换流站包括受端LCC换流器、受端直流滤波器及多个受端VSC换流器，其中，受端LCC换流器的交流端通过变压器与交流母线连接，受端LCC换流器的直流第一端通过直流线路与送端LCC换流器的直流第一端连接，受端LCC换流器的直流第二端分别与多个受端VSC换流器的直流第一端连接。多个受端VSC换流器的交流端均通过变压器与交流母线连接，多个受端VSC换流器的直流第二端通过二次阻波器接地并与中性线连接。受端直流滤波器的第一端与受端LCC换流器的直流第一端连接，其第二端与受端LCC换流器的直流第二端连接。
具体地，在送端、受端换流站内部高压端均为LCC换流器，低压端均为多个VSC换流器并联。
本发明实施例还提供一种混合级联直流输电系统的起动控制方法，应用于上述送端、受端双侧混合级联直流输电系统，如图2所示，混合级联直流输电系统的起动控制方法包括如下步骤：
步骤S1：闭合送端换流站内相应的刀闸、开关，同时闭合受端换流站内相应的刀闸、开关。
步骤S2：控制送端换流站内任意一个送端VSC换流器执行预充电并以定直流电压方式解锁，同时控制受端换流站内任意一个受端VSC换流器执行预充电并以定直流电压方式解锁。
步骤S3：控制送端LCC换流器、受端LCC换流器先后以接近90度的预设触发角解锁。
步骤S4：控制送端LCC换流器、受端LCC换流器按照预设速率提升直流电压至额定水平同时提升功率至给定值。
步骤S5：控制送端换流站内剩余送端VSC换流器、受端换流站内剩余受端VSC换流器分别以定P-Q控制方式投入。
在本发明实施例中，系统起动时，如图3所示，依次执行如下控制流程：
步骤1：受端、送端换流站闭合相应的刀闸、开关；
步骤2：由受端、送端换流站内低压端各1台VSC换流器分别执行预充电并以定直流电压方式解锁；
步骤3：位于受端、送端换流站内高压端LCC换流器先后以接近90°的触发角解锁；
步骤4：位于受端、送端换流站内高压端LCC换流器按照既定速率提升直流电压至额定水平同时提升功率(或电流)至给定值；
步骤5：受端、送端换流站内低压端的剩余VSC换流器分别以定P-Q控制方式投入，完成系统起动。
本发明提供的一种混合级联直流输电系统的起动控制方法，应用于送端、受端双侧混合级联直流输电系统，混合级联直流输电系统包括：送端换流站及受端换流站，送端换流站通过直流线路与受端换流站连接，混合级联直流输电系统的起动控制方法包括：依照预设起动控制策略，通过控制送端换流站及受端换流站内部设备的运行状态起动混合级联直流输电系统。在系统起动时，通过采用预设起动控制策略，实现送端、受端双侧混合级联直流输电系统的平稳起动。
在一实施例中，基于图1所示的系统拓扑，在PSCAD/EMTDC环境下搭建±800kV/5000MW特高压双端混合级联直流输电系统电磁暂态仿真模型，并采用本实施例所提出的控制方法实现系统的平稳起动，相关仿真波形见附图4。
可见t＝0.5s时送、受端均已由VSC稳定建立起低压端直流电压(400kV)。需注意，此时高压端LCC阀组尚未触发，直流线路尚未充电，因此直流传输线路对地电压仍为零。自t＝1s时刻起，受、送端位于高压端的LCC阀组相继以大角度解锁，并逐步调节触发角以提升直流电压、电流，至t＝2.5s时均达到额定值并进入稳态，完成满功率起动。高压端LCC阀解锁后的触发角暂态调节过程中，VSC直流侧电压受到小幅扰动但总体保持稳定。
本发明实施例还提供一种混合级联直流输电系统的起动控制装置，如图5所示，包括：
送端换流站控制模块1，用于依照预设起动控制策略，通过控制送端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统。详细内容参见上述方法实施例中步骤S1至S5的相关描述，在此不再赘述。
受端换流站控制模块2，用于依照预设起动控制策略，通过控制受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统。详细内容参见上述方法实施例中步骤S1至S5的相关描述，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种计算机设备，如图6所示，该设备可以包括处理器81和存储器82，其中处理器81和存储器82可以通过总线或者其他方式连接，图6以通过总线连接为例。
处理器81可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器81还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器82作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器81通过运行存储在存储器82中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的混合级联直流输电系统的起动控制方法。
存储器82可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器81所创建的数据等。此外，存储器82可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器82可选包括相对于处理器81远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器81。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、企业内网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器82中，当被处理器81执行时，执行如图1-4所示实施例中的混合级联直流输电系统的起动控制方法。
上述计算机设备具体细节可以对应参阅图1-4所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种混合级联直流输电系统的起动控制方法，其特征在于，应用于送端、受端双侧混合级联直流输电系统，所述送端、受端双侧混合级联直流输电系统包括：送端换流站及受端换流站，所述送端换流站通过直流线路与所述受端换流站连接，所述混合级联直流输电系统的起动控制方法包括：
依照预设起动控制策略，通过控制所述送端换流站及所述受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统。
2.根据权利要求1所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法，其特征在于，所述送端换流站包括送端LCC换流器及多个送端VSC换流器，其中，
所述送端LCC换流器的交流端通过变压器与交流母线连接，所述送端LCC换流器的直流第一端通过直流线路与所述受端换流站连接，所述送端LCC换流器的直流第二端分别与多个所述送端VSC换流器的直流第一端连接；
多个所述送端VSC换流器的交流端均通过变压器与交流母线连接，多个所述送端VSC换流器的直流第二端通过二次阻波器接地并与中性线连接。
3.根据权利要求2所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法，其特征在于，所述送端换流站还包括送端直流滤波器，所述送端直流滤波器的第一端与送端LCC换流器的直流第一端连接，其第二端与送端LCC换流器的直流第二端连接。
4.根据权利要求2所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法，其特征在于，所述受端换流站包括受端LCC换流器及多个受端VSC换流器，其中，
所述受端LCC换流器的交流端通过变压器与交流母线连接，所述受端LCC换流器的直流第一端通过直流线路与所述送端LCC换流器的直流第一端连接，所述受端LCC换流器的直流第二端分别与多个所述受端VSC换流器的直流第一端连接；
多个所述受端VSC换流器的交流端均通过变压器与交流母线连接，多个所述受端VSC换流器的直流第二端通过二次阻波器接地并与中性线连接。
5.根据权利要求4所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法，其特征在于，所述受端换流站还包括受端直流滤波器，所述受端直流滤波器的第一端与受端LCC换流器的直流第一端连接，其第二端与受端LCC换流器的直流第二端连接。
6.根据权利要求4所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法，其特征在于，所述依照预设起动控制策略，通过控制所述送端换流站及所述受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统，包括：
闭合所述送端换流站内相应的刀闸、开关，同时闭合所述受端换流站内相应的刀闸、开关；
控制所述送端换流站内任意一个送端VSC换流器执行预充电并以定直流电压方式解锁，同时控制所述受端换流站内任意一个受端VSC换流器执行预充电并以定直流电压方式解锁；
控制送端LCC换流器、受端LCC换流器先后以预设触发角解锁；
控制送端LCC换流器、受端LCC换流器按照预设速率提升直流电压至额定水平同时提升功率至给定值；
控制所述送端换流站内剩余送端VSC换流器、所述受端换流站内剩余受端VSC换流器分别以定P-Q控制方式投入。
7.一种混合级联直流输电系统的起动控制装置，其特征在于，包括：
送端控制模块，用于依照预设起动控制策略，通过控制送端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统；
受端控制模块，用于依照预设起动控制策略，通过控制受端换流站内部设备的运行状态起动送端、受端双侧混合级联直流输电系统。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-6任一所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-6任一所述的混合级联直流输电系统的起动控制方法。
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