[发明专利]LCC-MMC系统单阀组投入控制方法及直流输电系统

说明书

本发明提供了LCC‑MMC系统单阀组投入控制方法及直流输电系统，通过投入MMC阀组后再投入LCC阀组，最后进行阀组直流电压提升的时序设置，实现了采用高低阀组串联型式的LCC‑MMC系统单阀组的有序在线投入，且不影响其余阀组的正常运行，具有很好的应用价值。其中将MMC首先投入到直流系统中，是因为若将LCC先投入，则在MMC启动充电过程中，LCC需要长时间运行在接近零直流电压的状态下，此时其触发角接近90度，交流系统谐波大，对系统的无功支撑要求很高，非常不利于系统运行稳定性。而MMC谐波特性好，没有无功支撑要求，即便长期运行在零直流电压状态下，也不会对交流系统稳定性产生影响。

技术领域

本发明属于电力系统直流输电技术领域，特别涉及LCC-MMC系统单阀组投入控制方法及直流输电系统。

背景技术

混合直流输电系统结合了传统直流输电(LCC-HVDC)技术成熟、输电容量高、成本低以及柔性直流输电(VSC-HVDC)控制灵活、有功无功独立解耦、无换相失败等优势，成为现阶段研究热点。其中，模块化多电平换流器MMC是柔性直流输电技术中长采用的一种结构，模块化多电平换流器MMC采用子模块级联技术，具有拓展性能强、谐波水平低、开关损耗小等优点，更适合匹配LCC的高压大容量特征，构成混合直流输电系统。送端采用LCC换流器，受端采用MMC换流器的LCC-MMC型混合直流输电系统主要适用于受端有多条常规直流馈入的系统，通过MMC的引入能有效改善常规直流继发性换相失败等问题，提高系统运行稳定性。

直流系统应用于特高压大容量输电场合时，LCC换流站多采用两个双12脉动阀组串联运行的拓扑结构，MMC受开关器件耐压水平和控制系统设计难度等限制，应用于特高压LCC-MMC型混合直流输电时，也考虑采用两个阀组串联的结构形式。为了增加系统运行灵活性和可靠性，当LCC或MMC单个阀组因检修或故障等原因需要退出时，往往通过将同等位置的LCC阀组和MMC阀组同时退出，使得剩余阀组继续运行，以减小直流系统功率损失。而当阀组检修完毕或故障清除后还需将已退出阀组在线投入，恢复直流系统全压运行状态。为此，在特高压直流工程中，单阀组的在线投入控制成为重要的控制环节之一，且在单阀组投入过程中，要求不对其余阀组的正常运行产生影响。

目前，关于特高压柔性直流和特高压混合直流输电技术的研究尚处于初期阶段，有关柔性直流换流站单阀组在线投入方面的研究鲜有报道。虽然常规特高压直流系统的单阀组在线投入技术已有研究，但因LCC换流器与MMC换流器控制特性上的差异，有必要同时结合MMC控制灵活、谐波特性好等优势，以及LCC低电压运行时谐波大、无功需求高等特点，为LCC-MMC混合直流系统制定更为合理有序的单阀组在线投入方案。

发明内容

本发明的目的在于提供LCC-MMC系统单阀组投入控制方法及直流输电系统，用于解决LCC-MMC混合直流输电系统的单阀组在线投入的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种LCC-MMC系统单阀组投入控制方法，包括以下技术方案：

方法方案一，一种LCC-MMC系统单阀组投入控制方法，包括送端换流站、受端换流站，所述送端换流站包括至少两个LCC阀组，所述受端换流站包括至少两个MMC阀组，其中一个LCC阀组与一个MMC阀组构成一组阀组，当需要投入阀组时，控制待投入的MMC阀组投入，在MMC阀组投入完成后，控制与待投入的MMC阀组对应的LCC阀组投入，LCC阀组投入完成后，控制MMC阀组的直流电压指令值上升至额定值。

方法方案二，在方法方案一的基础上，当需要投入的阀组为至少两组阀组时，控制其中一组阀组投入完成后，控制其余的阀组依次投入。

方法方案三，在方法方案二的基础上，MMC阀组的投入过程为：对MMC阀组充电，充电完成后解锁进行定直流电流控制，直流电流指令给定为零，当MMC阀组直流电流指令自零上升至与直流线路电流一样时，将定直流电流控制转换为定直流电压控制，直流电压指令给定为零。