[发明专利]多端直流输电控制系统配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及与多端高压直流输电相关的控制保护装置, 适用于电流源换流器组成的多端高压直流输电。

背景技术

传统的直流输电系统为双端系统，仅能实现点对点的直流功率传送，当多个交流系统间采用直流互联时，需要多条直流输电线路，这将极大提高投资成本和运行费用。多端直流输电(Multi-terminal HVDC,即MTDC)系统是指含有三个及三个以上的换流站的直流输电系统。与两端高压直流输电相比, 多端直流输电更加经济、运行更加灵活。其最显著的特点在于能够实现多电源供电、多落点受电，提供一种更为灵活、快捷的输电方式。

按照不同的划分标准，多端直流输电有不同的类型。按照接线方式，多端直流输电有并联型,串联型,混合型。由于多端直流输电系统的运行较两端直流输电复杂，因此在世界上，目前已投入实际运行的多端直流输电工程为数不多，只有意大利一科西嘉一撒丁岛三端直流输电工程、美加魁北克一新英格兰三端直流输电工程等四个工程,国内尚无实际工程。

由于多端高压直流输电系统主回路与常规两端高压直流系统有所不同，因此多端高压直流输电系统控制有很多方面区别于常规两端直流输电，控制系统的设计必须满足多端高压直流输电工程各种运行方式的要求，并根据实际应用的运行方式，采用必要技术手段避免误操作到其它运行方式。

从目前世界各国已有的超高压直流输电系统运行经验来看，直流控制保护系统是影响直流输电系统能量可用率和系统可靠性的重要因素。为了提高多端高压直流输电控制系统的可靠性，需要在常规两端高压直流控制系统的基础上对多端高压直流输电控制系统配置进行优化。

发明内容

本发明的目的是：针对多端直流输电系统拓扑结构，对多端直流输电控制系统配置进行优化，提出一种多端控制/极控制分层设置的多端直流控制系统配置方法, 保证整个直流系统稳定运行。

多端直流输电控制系统配置方法，多端直流输电控制系统配置方法，在三个及三个以上换流站并联组成多端直流输电系统中，多端直流系统控制设备按多端控制、极控制两级进行配置；多端直流输电系统送电端和受电端各取一个换流站，配置冗余的多端控制设备，正常运行时，其中一换流站为多端多端直流系统控制主站，实际负责多端控制协调，另一换流站为从站，作为备用，多端直流系统控制设备主站和备用站能够进行切换。

多端直流系统控制的极控制设备按冗余系统配置，各换流站各配置一套，实现换流站极层的控制功能。

多端直流系统控制设备按多端控制、极控制两级进行设置。多端控制器作为主控制器负责整定各换流站的功率/电流定值，各换流站极控制器作为从控制器实现各换流站站功率/电流控制。

多端控制：包含平衡多端直流输电系统各换流站之间功率/电流，功率升降协调，直流电压协调，运行方式配置与切换，多端控制通讯功能。多端直流输电系统送端和受端各取一站，配置冗余的多端控制设备。正常运行时，其中一站为多端协调主站，实际负责多端协调，另一站为从站，作为备用，也可以人为进行切换，两多端控制器之间, 每个多端控制器与各站各极控制之间设置通讯，实现多端直流各站之间的协调控制。

极控制：包含双极控制功能，主要实现极层的控制功能，如包括极功率/电流控制、换流变分接头控制、顺序控制、无功控制, 直流电流、直流电压、熄弧角的闭环控制、极解锁、闭锁功能等。

本发明的有益效果是：为了满足多端直流工程高可靠性的要求, 通过对多端直流输电控制系统结构进行合理设计， 提出一种多端直流输电控制系统配置方法满足多端直流输电系统正常运行和故障后运行方式的配置与切换。多端直流输电系统发生故障, 如某个换流站或一段线路切除后而电流指令经过调整后仍然保持平衡，则多端直流输电系统剩下站仍然可以运行，实现切除故障后系统的快速恢复。

附图说明

图1为并联四端高压直流输电系统拓扑图。

图2为本发明提出的多端直流输电控制系统结构配置图。

具体实施方式

多端控制器主要配置以下功能：平衡各换流站之间功率/电流指令，功率升降协调， 直流电压指令协调，运行方式配置与切换， 多端控制通讯。

l  多端功率电压控制(MPVC) 

l  多端顺序控制(MSEQ) 

l  多端通讯(MCOMM) 

l  系统监视SUP

l  自诊断ACS

l  切换逻辑SOL