[发明专利]一种高中压侧均出直流线路的混合直流输电及均流控制方法

说明书

本发明公开了一种高中压侧均出直流线路的混合直流输电及均流控制方法，包括以下步骤：S1：基于直流柔性化改造以及400kV和800kV海底电缆并列运行特点，建立高中压侧均出直流线路的混合直流输电系统拓扑；S2：在所述混合直流输电系统拓扑基础上，考虑包括换流器的通流能力、直流功率指令的约束条件，建立海底电缆功率损耗模型；S3：对所述海底电缆功率损耗模型进行优化计算，获得通过400kV和800kV海底电缆的最优电流值，并根据最优电流值计算高、低端换流器的直流电流指令，进而实现均流控制。本发明一方面糅合常规换流器和柔性换流器的优点，另一方面保证整流侧高低端换流器的电流协调控制，实现该拓扑的可靠运行。

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，尤其涉及一种高中压侧均出直流线路的混合直流输电及均流控制方法。

背景技术

根据全球能源互联网研究院有限公司刘振亚主席提出的概念，全球电网互联将分三步完成：洲内电网互联、跨洲电网互联、全球电网互联。随着高压直流技术的发展和各国电力需求的增加，一系列前驱工程已经开始规划实施。目前，受制于直流海缆最高电压等级，跨国互联工程的直流电压等级不宜超过500kV。基于某跨国工程的规划方案，近期规划400kV国内换流站，通过400kV海底电缆将中国(送端LCC换流站)的电能输送至国外(受端MMC换流站)；远期工程将在近期400kV直流工程的基础上，将直流电压提升至800kV以实现更多电能的输送。为避免线路浪费，远期工程将保留400kV海底电缆，因而构成了高中压侧均出直流线路的混合直流输电。

这种混合直流输电拓扑不仅保留了常规换流器和柔性换流器的优点，同时还支持两种电压等级(400kV和800kV)的输出。不同于传统的双12脉动换流器的控制方式，该拓扑的高低端12脉动换流器连接不同直流线路，需要对高低端换流器分别配置相应的直流电流控制器。由于两种电压等级海缆的电阻值不同，800kV海底电缆阻值较小，因而考虑800kV海底电缆流过更多的直流电流，但受到换流器通流能力和功率限制，800kV海底电缆的直流电流不能无限制增大。因此，如何有效配置400kV和800kV海底电缆的直流电流对该拓扑的稳定运行至关重要。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种高中压侧均出直流线路的混合直流输电及均流控制方法，一方面糅合常规换流器和柔性换流器的优点，另一方面保证整流侧高低端换流器的电流协调控制，实现该拓扑的可靠运行。

技术方案：本发明所述的高中压侧均出直流线路的混合直流输电及均流控制方法包括以下步骤：

S1：基于直流柔性化改造思想以及400kV和800kV海底电缆并列运行特点，建立高中压侧均出直流线路的混合直流输电系统拓扑；

S2：在所述混合直流输电系统拓扑基础上，考虑包括换流器的通流能力、直流功率指令的约束条件，建立海底电缆功率损耗模型；

S3：对所述海底电缆功率损耗模型进行优化计算，获得通过400kV和800kV海底电缆的最优电流值，并根据最优电流值计算高、低端换流器的直流电流指令，进而实现均流控制。

进一步的，步骤S1中建立的所述混合直流输电系统拓扑包括位于整流侧的多个LCC换流器、位于逆变侧的多个MMC换流器以及多条400kV海底电缆和800kV海底电缆，所述LCC换流器中的高端换流器通过800kV海底电缆与MMC换流器连接，低端换流器通过400kV海底电缆与MMC换流器连接。具体的，所述整流侧包括4个双12脉动LCC换流器，采用定直流电流控制；所述逆变侧包括4个半桥式子模块集成的MMC换流器，采用定直流电压与定交流电压控制模式，或者采用定直流电压与定无功功率控制模式。

进一步的，步骤S2中建立的海底电缆功率损耗模型具体为：