[发明专利]控制用于支持AC系统的高压DC系统的逆变器装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电力传输系统。更具体地，本发明涉及用于控制连接到AC电力系统的AC电压母线的逆变器装置的方法和控制装置、这样的逆变器装置以及直流电力传输系统。 

背景技术

与连接到弱AC网络的高压直流(HVDC)转换器相关的现象已经被深入地研究。例如参考″Guide for planning DC links terminating at AC locations having Low Short-Circuit capacities″-Part I：AC/DC interaction phenomena′，CIGRE working group 14.07，Report 68，1992年6月和″IEEE guide for planning DC links terminating at AC locations having Low Short-Circuit capacities″，IEEE Std 1204-1997。 

这些现象对HVDC系统的设计有不同的暗示。下面的问题尤为关注： 

●电压/功率不稳定的风险 

●高的暂时过电压 

●低频谐振 

●长的重启时间 

●换向失败的风险 

所有这些因素都影响系统性能，为了减轻它们的影响，可能需要安装额外的元件，诸如静态或同步补偿器，这增加了所安装的设备的总体成本。 

通过短路比SCR来给出AC系统的强度的量度。这被定义为AC网络在换向母线处的短路容量与标称DC功率电平之间的比率。如果SCR低于3，则AC系统通常被视为是弱的。 

当具有线换向(line-commutated)转换器的HVDC转换器连接到弱AC系统时，电压/功率稳定性是基本的关注问题。不稳定情况下的基本机制是所连接的电力系统不能提供转换器维持可接受的系统电压所需的无 功功率。 

线换向逆变器的传统设计采取以恒定的熄灭角(extinction angle)γ来工作。这种设计允许转换器以最小无功功率消耗来工作，并且允许无功功率分流补偿的量减小。替代地，也可以找到其它工作性质，诸如恒定的DC电压或恒定的点火角(firing angle)α。然而，所有这些工作条件暗示了在所连接的AC系统的强度方面类似的限制条件。 

为了减轻转换器和所连接的AC系统之间的互作用，已经开发了使用电容器换向转换器(CCC转换器)的转换器。CCC转换器是传统的基于晶闸管的转换器，其设有在转换器阀和转换器变压器之间布置的串联电容器。在这些转换器中使用的串联电容器常常被称为换向电容器。例如，T，Jonsson和P.E. 在″Capacitor Commutated Converters for HVDC″，IEEE PES PowerTech conference，Stockholm，44-51页，1995年6月中描述了这种类型的转换器。 

根据Jonsson和 的文章，尤其是当CCC转换器连接到弱AC系统时，CCC转换器与常规HVDC转换器相比具有改善的性能。研究已经表明，有可能可以将这些类型的转换器连接到弱达SCR＝1的AC系统。在此应当注意，具有线换向转换器以及无来自串联电容器的辅助的转换器的常规HVDC系统被限制于SCR≈2。 

然而，当两种类型的转换器即常规和CCC转换器所连接到的AC系统弱时，仍然需要改善它们的工作。 

发明内容

本发明的目的是当用于在AC和DC之间转换的转换器连接到弱AC系统时提供对该转换器的改善的控制。 

根据本发明的第一方面，这个目的是通过一种用于控制连接到AC电力系统的AC电压母线并且在DC电力和AC电力之间转换的逆变器装置的方法来实现的，所述方法包括以下步骤： 

接收所述AC电压母线处的电压的测量结果，以及 

基于接收到的所述测量结果来控制所述逆变器装置在所述母线上提供恒定的AC电压。 

根据本发明的第二方面，这个目的是通过一种用于控制连接到AC电 力系统的AC电压母线的逆变器装置的控制装置来实现的，所述控制装置被配置成： 

接收所述AC电压母线处的电压的测量结果，并且 

控制所述逆变器装置在所述母线上提供恒定的AC电压。 

根据本发明的第三方面，这个目的是通过一种用于连接到AC电力系统的AC电压母线并且被配置成在DC电力和AC电力之间转换的逆变器装置来实现的，所述逆变器装置包括：