[发明专利]一种直流输电的控制方法及其控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，特别是指一种直流输电的控制方法及其控制系统。

背景技术

高压直流输电的换流站通常包括在高电位运行的多个阀单元换流阀(高电位的开关)，和低电位运行的阀基电子设备VBE，以及换流站控制。换流站控制用于接受电网指令，计算产生阀基电子设备所需要的设定值，从而实现对换流站的有功、无功、直流电压等进行控制。阀控制单元是指阀单元内部的低电压控制装置，它与阀基电子设备通过光纤通信，并直接控制阀单元内部的功率开关、旁路开关等装置。阀基电子设备接收换流站控制的设定值，将其转换为阀可以接受的指令，通过光纤向阀单元发出控制指令，控制阀单元的开通、关断等。阀单元向阀基电子设备发出状态反馈，告知阀单元当前的状态，阀基电子设备会将相应的信息转送给换流站控制。

目前的高压直流输电系统中(HVDC)，阀基电子设备以简单脉冲形式给出阀单元的指令。比如，在一种基于晶闸管的高压直流输电系统中，阀基电子设备以两个相邻小于30μs的脉冲表示晶闸管触发指令，阀单元收到该指令后，应该立刻触发晶闸管，如图1所示。在一种基于IGBT的高压直流输电系统中，阀基电子设备用一个特定的脉冲串表示阀单元应该切换到正电压输出，以另一个特定的脉冲串表示阀单元应该切换到零电压输出。阀单元在完整收到相应的脉冲串以后，应该立刻执行指令，切换到相应的开关状态，如图2所示。不管对于哪种高压直流输电系统，现在的控制系统设计都要求阀单元在接受到动作指令后，立刻执行(如中国专利公开第CN101170305号，贺之渊等，一种晶闸管触发方法，2008，中国电力科学研究院；中国专利公开第CN101958541号，汤广福，郝长城与张娟，一种用于实现直流输电换流阀可靠触发的串行编码方法，2011，中国电力科学研究院)。

在基于可关断器件的高压直流输电系统中，这种控制系统会要求内部处理器的触发频率很高，特别是在直流电压很高、系统串联的阀单元数目很大的情况下，要求阀基电子设备内部处理器的触发周期很小，否则会影响系统输出的电平数目，从而影响系统输出的谐波(屠卿瑞，徐政与姚为正，模块化多电平换流器型直流输电电平数选择研究.电力系统保护与控制，2010(20)：第33-38+44页)。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直流输电的控制方法及其控制系统，以解决上述现有技术对处理器触发时刻的精度和频率要求过高的问题。

为了实现上述目的，本发明一种直流输电的控制方法采用如下技术方案：

一种直流输电的控制方法，包括以下步骤：

阀基电子设备发送用于控制阀单元内的功率开关的切换状态的指令；所述指令中包含执行所述指令的时刻信息；

所述阀单元接收所述指令，按照所述时刻信息控制内部的功率开关切换状态。

本发明进一步的改进在于：所述时刻信息包括：基于GPS的时刻或相对于基准时刻的时间间隔信息。

本发明进一步的改进在于：所述控制内部的功率开关切换状态包括：在所述基于GPS的时刻，控制内部的功率开关切换状态；或在基于所述基准时刻的时间间隔结束时，控制内部的功率开关切换状态。

本发明进一步的改进在于：所述基准时刻包括：所述指令的接收时刻、所述指令的结束时刻或所接收的下一条指令的接收时刻。

本发明进一步的改进在于：所述阀基电子设备通过连接的换流站获得需要调节的电压参数；根据所述电压参数通过PWM调制或最近电平逼近的方式确定所述指令中的所述时刻信息；所述电压参数为阀基电子设备所控制的阀单元的输出电压值或这些阀单元的输出电压值与输电系统直流电压的比值。

本发明进一步的改进在于：所述功率开关为IGBT；所述切换状态的操作包括正电平输出、零电平输出或旁路保护。

为了实现上述目的，本发明一种直流输电的控制系统采用如下技术方案：

一种直流输电的控制系统，包括：阀基电子设备，用于发送控制阀单元内的功率开关的切换状态的指令；所述指令中包含执行所述指令的时刻信息；阀单元，用于接收所述指令，按照所述时刻信息控制内部的功率开关的切换状态。

本发明进一步的改进在于：所述系统还包括：换流站，用于通过电网的功率参数确定电压的调节参数，将所述电压调节参数发送至所述阀基电子设备。

本发明进一步的改进在于：所述时刻信息包括：基于GPS的时刻或相对于基准时刻的时间间隔信息；所述基准时刻包括：所述指令的接收时刻、所述指令的结束时刻或所接收的下一条指令的接收时刻。