[发明专利]一种三极直流输电协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于直流输电领域，特别涉及一种三极直流输电协调控制方法。

背景技术

随着我国经济持续高速发展，电力供需矛盾日益突出，一方面电力负荷的增长超出了原有交流输电线路的传输能力，而受土地资源限制，很难获得新的输电走廊；另一方面，传统交流输电受绝缘、交流电网特性限制，线路输送功率很少达到导线所能承受的最大热功率，因此需要采用新技术进一步挖掘现有线路的输电潜力。

与交流输电相比较，采用直流输电，线路电流可以达到导线所能承受的最大热极限，而且线路造价更低、损耗更小。当直流线路节约的成本足以抵消新建换流站增加的成本时，采用直流输电经济效益明显。此外直流输电还具有功率控制方便、运行可靠、可以实现交流系统异步连接、不增加系统短路电流、可以提高交流系统安全性等优势。

三极直流输电技术是由Barthold L O在2004年提出的一种采用直流电流调制，将交流输电线路转化为三极直流输电线路的技术。可配合图1所示，是一个典型的三极直流输电系统主回路图，其中，极1、极2是常规的直流双极输电系统，其电压极性和电流方向恒定不变，极3是具有双向导通能力的单极直流输电系统，其电压极性和电流方向都可以快速改变。

在对交流线路改造成直流输电线路的各种转换方案中，由于三极直流输电方案可以充分利用原有的交流三相线路，因此相对于双极和单极直流输电改造方案，三极直流输电方案在提高输电能力、经济成本和可靠性等方面上具有优势。

目前利用三极直流输电技术将交流线路改造成直流输电线路还处在研究阶段，尚无工程应用实例。

由于三极直流输电系统采用三个极进行输电，极3具有双向导通能力，其电压极性和电流方向都可以快速改变，与常规直流控制有较大区别，因此需要在常规直流控制基础上对三极直流输电系统三个极功率/电流协调控制策略进行优化，保证整个直流系统稳定运行，满足交流线路改造成直流输电线路的需要。

正是基于此种考虑，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种三极直流输电协调控制方法，其可实现三极直流各极功率/电流的协调控制，保证三极直流系统稳定运行，满足交流线路改造成直流输电线路的需要。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种三极直流输电协调控制方法，实现对三极直流输电系统的控制，所述三极直流输电系统包括三个极，其中，第一极和第二极构成直流双极输电系统，电压极性和电流方向恒定不变，第三极采用具有双向导通能力的单极直流输电系统，电压极性和电流方向都能够改变；所述控制方法的内容是：三极直流输电系统采用三极控制、极控制两级进行控制，三极控制协调各极功率/电流的分配，生成各极功率/电流指令，极控制接受三极控制发出的功率/电流等指令，实现各极功率/电流的精确控制；三极控制包括三极电流调制控制和三极功率控制两种控制模式，三极电流调制控制模式下，三极控制通过对三个极的电流指令进行调制，使流过接地极的电流保持平衡；三极功率控制模式下，三极直流总功率保持恒定，各极直流功率按各极直流电压绝对值大小进行分配。

上述控制方法包括如下步骤：

（1）选择三极控制模式，选择三极电流调制控制模式则转步骤（2），选择三极功率控制模式则转步骤（3）；

（2）控制第一极和第二极的直流电压极性和直流电流方向恒定不变，电流定值在最大值和最小值之间周期性调制；第三极的直流电压极性和直流电流方向快速改变，电流定值取第一、二极的电流定值之差，直流电压跟随直流电流方向变化呈现周期性的反转，通过改变两极电流定值最大值和最小值的比值大小，实现对三极直流传输功率的控制，保证流过接地极的电流保持平衡；

（3）在三极功率控制模式下，三极直流总功率保持恒定，各极直流功率按各极直流电压绝对值大小进行分配，各极直流电压极性和直流电流方向保持恒定不变，各极直流电流定值由各极功率定值和直流电压决定。

上述步骤（3）中，在三极功率控制模式下，如果将三极直流输电系统中的任何一极切换为单极功率控制，则该极的传输功率由处于三极功率控制状态的两个极来维持，其功率参考值等于三极功率参考值和单极功率控制极实际传输功率的差值。

上述步骤（3）中，在三极功率控制模式下，所述三极直流输电系统中的任何一极输电能力下降而导致实际系统传输功率减少时，将控制增大另外两个极的功率，使直流传输功率的值向着三极功率控制设定的参考值增加。