[发明专利]一种减小直流输电换相失败机率的控制方法

说明书

本发明提出了一种减小直流输电换相失败机率的控制方法，在直流输电系统逆变站的相邻交流站安装统一潮流控制器，所述的统一潮流控制器与直流输电系统接入同一个交流系统。采用上述结构，在检测到直流输电系统逆变站交流电压降低后，快速将统一潮流控制器的控制模式切换为注入电压控制模式，并控制提高统一潮流控制器接入母线的电压，从而提高直流输电系统逆变站接入交流母线的电压，减小直流输电系统发生换相失败的机率。相比其它无功补偿和电压控制装置，此结构具有更好经济性，此控制方法对于减小直流输电换相失败机率具有更加显著的效果。

技术领域

本发明涉及一种交直流混合输电技术，具体涉及一种减小直流输电换相失败机率的控制方法。

背景技术

基于晶闸管的电网换相高压直流输电系统具有输电容量大、线路造价低、非同步联网能力强，在远距离大容量输电及大区域联网等方面具有很大优势。直流输电系统大密度接入交流电网，使得交、直流系统间相互影响日益复杂，给电网的安全稳定运行带来巨大的挑战。大功率直流系统的换相失败故障比较常见，多由受端交流系统故障引发。换相失败期间直流功率大幅下降，直流送端电网的同步发电机加速，如换相失败持续时间短，直流功率能快速恢复，对系统的稳定运行影响不大，但连续换相失败对系统稳定性的影响比较严重，连续换相失败的反复冲击可能引起送端机组相对功角失稳和重要交流联络断面解列。

导致换相失败故障的原因有很多，但当晶闸管及其触发系统均正常工作时，发生换相失败的主要原因是当受端电网发生故障时引起的电网电压跌落或波动。目前直流输电工程应用和已公开的专利主要是通过对直流输电控制策略的优化来抑制换相失败，大部分为增大关断角或减小直流电流，可作为换相失败的辅助预防手段，但无法从根本上避免换相失败的发生。

近年来有人研究在直流输电系统逆变站附近安装大容量STATCOM以及大容量调相机来补偿逆变站的无功功率，在系统故障时提高逆变站的电压，从而减少逆变站发生换相失败的概率，但该方法仅适合受端电网故障较轻的工况，当电网电压跌落较严重时，补偿电压跌落所需要的无功容量非常大，现有无功补偿装置不能应对。

因此，有必要研究一种在故障时提高系统电压效能力较强的结构及控制方法，解决现有无功补偿装置不能应对电网严重故障时的电压跌落，从而更有效的减小直流输电换相失败的机率。统一潮流控制器，又称UPFC(Unified Power Flow Controller),是目前为止通用性最好的潮流控制装置，其具有并联补偿、串联补偿和移相等不同的控制功能，除了稳态时可优化电网潮流外，暂态时可以通过其快速的电压补偿能力，提高其接入母线电压。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种减小直流输电换相失败机率的控制方法,可以在系统故障时快速有效的提高直流输电系统逆变站的交流电压，从而减小直流输电换相失败的机率。本发明控制方法基于的结构相比现在的抑制直流输电换相失败的结构具有较好的经济性，该控制方法则具有更好的抑制效果和控制灵活性。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种减小直流输电换相失败机率的控制方法，其特征在于：

上述减小直流输电换相失败机率的结构包括：直流输电系统、统一潮流控制器和交流输电系统；所述直流输电系统逆变站的交流侧和所述统一潮流控制器均接入上述交流输电系统；所述统一潮流控制器布置在所述直流输电系统逆变站的附近；

上述统一潮流控制器包括并联侧和串联侧两部分；所述统一潮流控制器的串联侧包括串联变压器和串联换流器，并联侧包括并联变压器和并联换流器；所述统一潮流控制器的串联变压器一侧绕组与所述串联换流器的交流侧连接，另一侧绕组分相串入所述交流系统的三相交流线路；所述统一潮流控制器的并联变压器一侧绕组与所述并联换流器的交流侧连接，另一侧绕组接入所述交流输电系统的交流母线。

上述减小直流输电换相失败机率的控制方法：