[发明专利]一种混合直流输电系统换流器在线退出装置及方法

说明书

本发明公开了一种混合直流输电系统换流器在线退出装置及方法，包括如下内容：换流器在线退出命令由主控站发起，控制整流换流站晶闸管换流器增大触发角，投晶闸管旁通对，合直流侧并联旁通开关，闭锁晶闸管换流器，控制旁路刀闸组件隔离换流器；控制逆变换流站合直流侧并联旁通电路，闭锁电压源型换流器，控制旁路刀闸组件隔离换流器。本发明能够有效的解决混合换流器在线退出的难题,实现VSC换流器的在线安全退出，更好的保护交直流输电系统的安全。

技术领域

本发明属于混合直流输电领域，特别涉及一种混合直流输电系统换流器在线退出装置及方法。

背景技术

高压直流输电系统可分为两种类型：基于晶闸管技术的常规直流输电系统(LCC-HVDC)和基于全控型电压源换流器的柔性直流输电系统(VSC-HVDC)。其中，常规直流输电系统(LCC-HVDC)的优点是成本低、损耗小、运行技术成熟，缺点是逆变侧容易发生换相失败、对交流系统的依赖性强、吸收大量无功、换流站占地面积大。而新一代的柔性直流输电系统则具有能够实现有功功率及无功功率解耦控制、可以向无源网络供电、结构紧凑占地面积小、不存在逆变侧换相失败问题等优点，但其存在成本高昂、损耗较大等缺陷。近年来，综合LCC-HVDC和VSC-HVDC技术的混合直流输电技术具有良好的工程应用前景，通过在整流侧采用LCC-HVDC，逆变侧采用VSC-HVDC,可以减轻或避免逆变侧的换相失败问题，同时一定程度保证工程造价上的优势。

为了满足远距离大容量输电的要求，常规直流输电系统一般采用两个或多个换流器串联的技术来提升系统的直流电压等级和输送容量。与之相同，目前国内正在实施的混合直流输电工程采用整流侧为两个晶闸管换流器串联，逆变侧为两个电压源型换流器串联或者一个电压源型换流器与一个晶闸管换流器串联的拓扑结构。

对于采用换流器串联技术的直流输电系统，换流器在线投退是一项关键技术。换流器在线投退可以保证单换流器的退出和退出运行不影响另一串联换流器的正常运行，从而保证串联型直流输电系统运行的灵活性和可靠性。当前常规直流输电系统的晶闸管型换流器的在线投退技术已较为成熟，混合直流输电系统的电压源型换流器的在线投退技术尚处于研究之中。专利CN106655125A提出了一种基于一种混合直流系统中单阀组在线投入退出方法，所提方法中电压源型换流器采用具有全桥子模块，并不适用于采用半桥子模块的电压源型换流器，不具有通用性。

因此,本发明提供一种混合直流输电系统换流器在线退出装置及方法，其能够有效的解决混合换流器在线退出的难题,实现串联VSC换流器的在线退出，减小退出时的交直流电流冲击，更好的保护各输电设备的安全。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种混合直流输电系统换流器在线退出装置及方法，应用在至少一端为含有晶闸管换流器的整流换流站，一端为含有电压源型换流器的逆变换流站组成的混合直流输电系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种混合直流输电系统换流器在线退出装置，所述混合直流输电系统包括用于连接送端交流电网的整流换流站、用于连接受端交流电网的逆变换流站以及用于连接整流换流站和逆变换流站的直流输电线路，所述整流换流站包括至少一组晶闸管换流器单元，所述逆变换流站包括至少一组电压源型换流器单元；

晶闸管换流器单元包括晶闸管换流器与旁通开关，二者并联连接；或者包括晶闸管换流器与旁通开关及刀闸组件，晶闸管换流器与旁通开关并联连接，并联后的单元两端分别和连接刀闸的一端相连，连接刀闸的另一端并联旁通刀闸；

晶闸管换流器单元交流侧包括相互串联的交流进线开关、换流变压器；

电压源型换流器单元交流侧包括相互串联的交流进线开关、换流变压器和充电电阻，所述充电电阻的两端还并联旁路开关；

所述电压源型换流器单元包括电压源型换流器及其旁通电路；或者包括电压源型换流器及其旁通电路和刀闸组件，并且电压源型换流器及其旁通电路两端分别和连接刀闸的一端相连，连接刀闸的另一端并联旁通刀闸；