[发明专利]一种三端直流输电系统及其换流站的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于多端直流输电技术领域，具体涉及一种三端直流输电系统及其换流站的控制方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，直流输电在电网中的应用逐年增加。相比于传统的交流输电，高压直流输电具有线路造价低、功率损耗小、无需无功补偿等优点，更适合大容量远距离传输。为解决我国能源和经济发展的不平衡问题而制定的“西电东送，全国联网”战略中，高压直流输电都发挥了关键作用。

然而，传统的直流输电依然停留在点对点传输的两端直流输电系统水平上。随着新能源的发展，分布式电源的并网，多电源供电以及多落点受电的电网需求，多端直流输电系统开始受到广泛关注。

相比于两端直流输电网络，多端直流输电网络能够节约线路走廊，降低运行成本，供电可靠性及灵活性更好，系统冗余配置能够适应不同的供电模式，潮流控制更为灵活安全，对于新能源对电网安全稳定运行的影响也有极大的改善作用。

由于直流断路器技术发展的限制，故障处理技术严重制约了多端直流输电系统的发展。目前，多端直流输电系统可分为串联型和并联型两种，串联型换流站之间以同等级直流电流运行，功率分配由直流电压决定，并联型换流站之间以同等级直流电压运行，功率分配由直流电流决定。但是，目前所提出的多端直流输电系统拓扑有着造价高、经济性差，调节范围小，潮流反转实现困难，故障处理机制不完善等缺点，限制了多端直流输电系统的工程应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种三端直流输电系统及其换流站的控制方法，用于解决现有三端直流输电系统中换流站运行模式切换慢且不可靠的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种三端直流输电系统，包括以下解决方案：

包括三个并联的直流换流站，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子；

每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。

每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。

所述两个开关组合设置在其中一个直流换流站内。

三端直流输电系统还包括分别连接每个直流换流站的正极母线和负极母线，所述第一开关通过正极母线连接所述正极线路，所述第二开关通过负极母线连接所述负极线路。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种三端直流输电系统中换流站的控制方法，包括以下解决方案：

三端直流输电系统包括三个并联的直流换流站，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子；

当两个直流换流站需要切换运行模式时，将其中运行于整流模式的直流换流器作为第一换流站，将另一个运行于逆变模式的直流换流站作为第二换流站时，采用以下步骤切换运行模式：

1)闭锁第一换流站和第二换流站，通过控制第一开关组合、第二开关组合断开第一换流站和第二换流站的连接；

2)控制所述第一换流站从整流模式切换至逆变模式，控制所述第二换流站从逆变模式切换至整流模式；

3)控制第一开关组合、第二开关组合连通第一换流站和第二换流站的连接，解锁第一换流站和第二换流站。

每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。

每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。

所述两个开关组合设置在其中一个直流换流站内。

三端直流输电系统还包括分别连接每个直流换流站的正极母线和负极母线，所述第一开关通过正极母线连接所述正极线路，所述第二开关通过负极母线连接所述负极线路。

每个换流站的极性按照以下步骤进行转换：

(1)闭锁需要转换极性的换流站，控制第一开关组合与第二开关组合，断开所述转换极性的换流站与其他换流站的连接；