[发明专利]一种柔性直流停运站并入直流网络的方法

说明书

技术领域

本发明涉及柔性直流输电领域，具体涉及一种柔性直流停运站并入直流网络的方法。

背景技术

柔性直流输电采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高并网交流系统的稳态性能。柔性直流输电在新能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市配网供电等领域具有较大的优势，因此柔性直流输电相关技术的研究具有重要的意义。

但是上述领域都要求负荷和电源具有灵活投入的特点，将电力元件带电并入运行的系统中一般是通过断路器进行操作。在交流系统中,电流每周波有两次自然过零点,交流断路器就是充分利用此时机熄灭电弧,完成介质恢复。但直流系统不存在自然过零点，因此，直流断路器的开发比较困难，目前直流断路器尚未推广到工程应用中。隔离开关一般用于隔离电路中的有电和无电部分，由于其无灭弧能力，在带电闭合时，若产生的浪涌电流超过开关可承载的额定电流，则会对刀闸及与其相连的换流阀造成过流冲击。所以，在直流断路器技术尚未成熟的前提下，目前一般采用将整个柔性输电系统停运，不带电地通过隔离开关将换流站接入柔性直流输电系统，再重新起运的方法实现停运站的并入。这种方法增加了柔性直流输电系统的停运概率，无法满足灵活投入的要求。

专利CN201410128939提出了“一种换流器无扰并入柔性直流配电系统的电路”，该专利通过在直流侧串入限流电阻，利用限流电阻限制充电电流以实现从直流侧对换流器充电，同时在限流电阻两端并联旁路隔离刀闸，起到同正常运行电流的作用，但是该电路需要增加一次设备投资。

专利CN201410128324等借鉴交流系统中断路器同期的方法，控制停运站直流电压与直流网络直流电压接近，但是这种方法需要高精度的电压互感器，并且由于直流线路的电阻很小，较小的电压差就可以导致较大的冲击电流。

目前柔性直流停运站至少包括分位状态的交流开关QF、交流充电电阻及分位状态的旁路刀闸QA、闭锁状态的柔性直流换流器、分位状态的直流刀闸QS，所述直流网络指通过直流输电线路输送功率的网络，柔性直流停运站并入直流网络的方法包括如下步骤：

(1)第一次执行交流充电逻辑；

(2)第一次交流充电逻辑执行完成后分开交流开关QF并执行交流断电逻辑；

(3)交流断电逻辑执行完成后并且6个桥臂的子模块平均电压都大于K1(K1>＝0.5)倍的子模块额定电压时合直流刀闸QS并执行直流充电逻辑；

(4)直流充电逻辑执行完成后第二次执行交流充电逻辑；

(5)第二次交流充电逻辑执行完成后解锁换流站实现停运站并入直流网络。

为了提高柔性直流输电稳定性和可靠性，充分发挥多端柔性直流输电优势，需要一种更加有效的停运站并入运行系统控制方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足,提供一种柔性直流停运站并入直流网络的方法,其通过简单的顺序操作和控制,可以在不增加一次设备投资，运行直流网络不停运的前提下，充分利用子模块内部二极管反向截止特性，有效抑制停运站并入运行直流网络时产生的直流过电流。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种柔性直流停运站并入直流网络的方法，其中柔性直流停运站至少包括分位状态的交流开关QF、交流充电电阻及分位状态的旁路刀闸QA、闭锁状态的柔性直流换流器、分位状态的直流刀闸QS；直流网络指通过直流输电线路输送功率的网络，柔性直流停运站并入直流网络的方法包括如下步骤：

(1)第一次执行交流充电逻辑；

(2)第一次交流充电逻辑执行完成后分开交流开关QF并执行交流断电逻辑；

(3)交流断电逻辑执行完成后并且6个桥臂的子模块平均电压都大于K1(K1>＝0.5)倍的子模块额定电压时合直流刀闸QS并执行直流充电逻辑；

(4)直流充电逻辑执行完成后第二次执行交流充电逻辑；

(5)第二次交流充电逻辑执行完成后解锁换流站实现停运站并入直流网络。

上述交流充电逻辑为先合交流开关QF，再合旁路刀闸QA。

上述交流充电逻辑执行完成的标志为交流开关QF合位，旁路刀闸QA合位，并且直流电压大于K2(K2>＝0.6)倍的额定直流电压。

上述交流断电逻辑为先分交流开关QF，再分旁路刀闸QA。

上述交流断电逻辑执行完成的标志为交流开关QF分位，旁路刀闸QA分位。

采用上述方案后，本发明的有益效果为：