[实用新型]基于电网换相换流器的混合多端直流控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于电网换相换流器的混合多端直流输电系统及其控制系统。

背景技术

基于电网换相换流器的混合多端直流输电系统是由多个并联基于电网换相换流器的换流站和多个串联基于电网换相换流器的换流站构成。这种混合多端直流输电系统存在两类结构：一类是并联的换流站为送端站，而串联的换流站为受端站的混合多端直流输电系统；一类是串联的换流站为送端站，而并联的换流站为受端站的混合多端直流输电系统。这两类混合多端直流输电系统存在潜在的不同应用。本发明提出了这两类基于电网换相换流器的混合多端直流输电系统的统一控制方法和各自的控制系统基本结构采用。

目前，基于电网换相换流器的多端直流输电系统的研究和应用集中在换流站并联型多端直流输电系统和换流站串联型多端直流输电系统。这两种多端直流输电系统各有优势。仅从经济性角度考虑，换流站串联型多端直流输电系统在同类站(送端站或受端站)近距离情况下成本要低于换流站并联型多端直流输电系统。此外，在高海拔应用中，采用串联型换流站可以降低高海拔换流站绝缘等级，从而降低成本。

迄今，由上述并联型换流站和串联型换流站构成的基于电网换相换流器的混合多端直流输电系统鲜有研究和提及。然而，这种混合多端直流输电系统有较高的应用前景，尤其是在中国及与中国能源布局类似的国家，如印度、巴西等，有必要对此系统进一步研究。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于电网换相换流器的混合多端直流控制系统，其包括直流电流控制系统和直流电压类控制系统，在所有并联换流站，采用直流电流控制系统；在所有的串联换流站，采用直流电压类控制系统。

根据本实用新型的最佳实施例，当一个或者多个并联换流站出现直流电压跌落，并跌落到系统设定的阈值时，该并联换流站改用直流电压类控制系统；相应的，将采用直流电压类控制系统的串联换流站中，叠加的电流裕度值最小的串联换流站，转为直流电流控制系统。

当转为直流电流控制系统的串联换流站也出现直流电压跌落，并且跌落到系统设定的阀值时，该串联换流站将重新改用直流电压类控制系统；相应的，将当前采用直流电压类控制系统的串联换流站中，叠加的电流裕度值最小的串联换流站，转为直流电流控制系统。

根据本实用新型的最佳实施例，直流电压类控制系统包括最小触发角控制系统、直流电压控制系统和最小关断角控制系统。

根据本实用新型的其中一个最佳实施例，对并联换流站为送端站，串联换流站为受端站的混合四端直流输电系统；两个并联的送端站采用直流电流控制系统；两个串联的受端站采用直流电压类控制系统。

当一个或两个送端站出现直流电压跌落，并跌落到系统设定的阈值时，该送端站改用直流电压类控制系统；相应的，叠加的电流裕度值较小的受端站改用直流电流类控制系统。

当转为直流电流控制系统的受端站也出现直流电压跌落，并且跌落到系统设定的阀值时，该受端站将重新改用直流电压类控制系统；相应的，将当前另一采用直流电压类控制系统的受端站，转为直流电流控制系统。

根据本实用新型的另一最佳实施例，对串联换流站为送端站，并联换流站为受端站的混合四端直流输电系统；两个并联的受端站采用直流电流控制系统；两个串联的送端站采用直流电压类控制系统。

当一个或两个受端站出现直流电压跌落，并跌落到系统设定的阈值时，该受端站改用直流电压类控制系统；相应的，叠加的电流裕度值较小的送端站改用直流电流控制系统。

当转为直流电流控制系统的送端站也出现直流电压跌落，并且跌落到系统设定的阀值时，该送端站将重新改用直流电压类控制系统；相应的，将当前另一采用直流电压类控制系统的送端站，转为直流电流控制系统。

附图说明

图1A-1B所示为并联换流站为送端站/串联换流站为受端站的混合多端直流输电系统；其中，图1A为对应的四端直流输电系统，图1B为对应的的六端直流输电系统；

图2A-2B所示为串联换流站为送端站/并联换流站为受端站的混合多端直流输电系统；其中，图2A为对应的四端直流输电系统，图2B为对应的六端直流输电系统；

图3所示为两个并联送端站/两个串联受端站组成的混合四端直流输电系统的控制结构；

图4所示为图3所示混合四端直流输电系统在稳态运行情况下系统直流电压/电流特征曲线；

图5所示为图3所示混合四端直流输电系统I1直流电压跌落后的直流电压/电流特征曲线；