[发明专利]一种特高压混合直流输电系统潮流在线反转控制方法

说明书

本发明公开了一种特高压混合直流输电系统潮流在线反转控制方法，与常规潮流反转策略不同的是，该潮流反转策略不需要额外配置开关和刀闸，两个换流站相互配合，稳定控制直流电流，平滑改变常规换流站的直流电压极性，实现常规换流站在线功率反转，MMC换流器则通过改变有功功率参考值方向实现功率反转。本发明通过电力系统电磁暂态专业仿真工具PSCAD/EMTDC来编写程序、调试及验证。适用于特高压混合直流输电系统的在线潮流反转控制，其控制策略简单易用，可以平稳地进行在线功率反转操作，具有极大的工程实用价值。

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，具体涉及一种特高压混合直流输电系统潮流在线反转控制方法。

背景技术

自从20世纪70年代加拿大伊尔河直流输电工程中首次采用晶闸管以来，LCC型直流输电系统已经取得了长足的发展。LCC型直流输电系统常采用6脉动三相桥式晶闸管变流电路，为了减少直流侧和交流侧的谐波含量，通常把两个变压器不同接线方式(星型和三角型)的全桥电路串联组成一个12脉动换流器单元，如图2a至2c所示。LCC型直流输电容量大，损耗和成本低；而MMC型直流输电系统无换相失败问题，无需交流系统提供换相支持，结合LCC与MMC二者优势，一端采用LCC，另一端采用MMC的混合直流输电系统对解决我国的能源大规模跨区输送和多回直流集中馈入交流电网具有重大意义。

由于大容量远距离输电常采用架空线路，裸露的线路容易发生短路、闪络等暂时性故障，然而基于半桥子模块的MMC无法像LCC那样单纯依靠换流器控制来完成直流侧故障的清除，即使闭锁换流器，交流系统仍可经换流器内部两相桥臂中器件的反并联续流二极管以及直流故障点构成能量流动回路，因而不适宜应用于架空线场合。基于全桥子模块的MMC可过调制而大幅降低直流运行电压，且具有工程应用经验，但与相同容量和电压等级的半桥MMC相比，全桥MMC使用的电力电子器件几乎翻倍，不仅增加投资成本，而且引入了更多的运行损耗。因此本发明中的MMC换流站采用半桥或全桥和半桥子模块混合的换流器拓扑结构，详如图3a至图3d所示。当半桥子模块的占比为零时，混合式MMC换流器退化为全桥子模块化换流器。当正常运行的整流侧的交流系统发生事故时，一些故障情况下还可通过该在线潮流反转控制策略从另一侧交流系统得到紧急功率支持，这对电力系统的功率稳定性尤为重要。常规特高压混合直流输电系统潮流反转操作方法需额外配置开关和刀闸。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种特高压混合直流输电系统潮流在线反转控制方法，无需额外配置开关和刀闸，即可实现混合特高压直流系统的潮流反转控制。

为达到上述目的，本发明所述一种特高压混合直流输电系统潮流在线反转控制方法，包括以下步骤：

步骤1、启动在线功率反转命令，首先将接收到的设置的功率方向与当前的功率方向比较，如果新的功率方向与当前的功率方向不同则创建功率反转命令，并向整流站和逆变站发送功率反转命令；

步骤2、降低混合特高压直流输电系统的传输功率；

步骤3、原整流站和逆变站反转其整流或逆变状态；

步骤4、将整流站LCC型换流器触发角向180度方向移动，以反向升高直流输电系统电压；逆变站的MMC型换流器电压极性开始反向，并接管直流系统的电流控制权；

步骤5、将LCC型换流器和MMC型换流器的升功率至给定值。

进一步的，步骤2中，先降低直流功率到最小值，然后降低直流电流。

进一步的，步骤2的具体操作过程为：按设置的斜率降低LCC型换流器直流功率和直流电流的参考值，将功率参考值降低到最小值，然后将整流站和逆变站换流器的直流电流均降至0～0.2pu。