[发明专利]一种火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电领域，特别是关于一种火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动方法。

背景技术

我国已开发的火电基地多数处于负荷中心附近，这些地区的交流电网相对较完善，火电基地的发电机组可以直接接入交流电网，外送的高压直流输电系统也可以直接接入交流电网。但是亟待开发的某些地区没有完善的交流电网，甚至没有交流电网。当开发这些地区的火电基地并通过高压直流输电系统输送到用电负荷中心时，火电基地的火力发电机组和高压直流输电系统都没有可靠地交流电网作为支撑，火力发电机组需要和高压直流输电系统直接相联。这种情况下，火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动问题成为制约这类火电基地开发的瓶颈。

首先，火力发电机组的启动过程极其复杂，需要锅炉、汽轮机、发电机的密切配合，同时还需要可靠的交流电网作为支撑。其次，高压直流输电系统的启动也需要可靠的交流电网作为支撑。这是因为高压直流输电系统中的晶闸管换流阀属于半可控器件，其开通可控但关断不可控，这使得高压直流输电系统的启动和运行需要一定强度的交流系统，以满足换流器换相的需要。所以，当送端没有发电机组或者仅有极少量发电机组时，交流系统极弱，高压直流输电系统启动和运行是不可行的。再次，火力发电机组带高压直流输电系统零功率启动还要解决低次谐振、自励磁、滤波器投切电压波动、频率控制等一系列问题。因此火力发电机组带高压直流输电系统零功率启动被认为不具操作性。另外，火力发电厂和高压直流输电系统换流站的建设和调试期间需要可靠的厂用和站用电源作保障。

柔性直流输电技术是目前最为先进的输电技术，在孤岛供电、城市供电等方面具有一系列的优势。它利用全可控的IGBT换流阀模块，实现了有功和无功的四象限解耦控制，即在控制有功功率传输的同时，又可以控制无功功率的传输。柔性直流输电系统通常包括联结变压器、IGBT换流阀、直流电抗器、直流输电线路（电缆）、启动电阻和桥臂电抗器。其中，前四者的投资较大。柔性直流输电系统受设备制造和投资的限制，电压等级不超过320kV，输电容量尚不超过1000MW，目前尚不满足火电基地大容量电力外送的需求，但是利用柔性直流输电技术和高压直流输电技术相结合，可以在增加较小投资的基础上，解决火力发电机组带高压直流输电系统零功率启动的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动方法，其特征在于：1）利用高压直流输电系统极I中的换流变压器、平波电抗器和直流输电线路作为第一部分设备，增加IGBT换流阀、桥臂电抗器和启动电阻作为第二部分设备，由所述第一部分设备和第二部分设备共同组成一柔性直流输电系统，并根据所述第一部分设备的参数，确定所述第二部分设备的参数；2）建立所述柔性直流输电系统的连接关系；3）火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动。

所述步骤1）包括以下步骤：1-1）根据所述高压直流输电系统的换流变压器阀侧额定相电压U_v，确定所述柔性直流输电系统的额定电压U_dc；1-2）根据所述高压直流输电系统的单极最小启动功率P_hvdc,min，确定所述柔性直流输电系统的额定功率P_dc；1-3）根据所述柔性直流输电系统的额定电压U_dc和额定功率P_dc，确定所述柔性直流输电系统的额定电流I_dc；1-4）根据所述柔性直流输电系统的额定电压U_dc和额定电流I_dc，确定所述柔性直流输电系统中的IGBT换流阀的基本参数、桥臂电抗器电感值和启动电阻的电阻值。