[发明专利]一种柔性直流输电系统的换流器充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电系统的换流器充电方法，具体涉及一种两端及多端的采用模块化多电平换流器的柔性直流输电系统有源端换流器向其它端换流器充电的方法。

背景技术

柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的传输、提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。

不同的电压源换流器由于其结构不同，有不同的充电方法，模块化多电平换流器的电容分散于各子模块，其电容充电的动态过程比较复杂。

现有的基于模块化多电平柔性直流输电系统有源端向无源端充电的解决方法是在有源端交流线路中接入限流电阻R1和与其并联的旁通开关K1，该限流电阻R1和并联的旁通开关K1接在换流变压器阀侧，如图1所示，2011年11期《电网技术》中的文献《模块化多电平式柔性直流输电换流器的预充电控制策略》第2.2节对该方法进行了描述。该方法可以在无源端解锁换流器瞬间抑制有源端交流侧的过流问题，但其不足之处是不能抑制直流线路的过流。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不能抑制直流线路过流的缺陷，提供一种柔性直流输电系统的换流器充电方法，其可以通过简单地控制，有效抑制有源端换流器向其它端换流器充电时，其它端换流器解锁瞬间由于两端直流电压差而产生的直流线路的过电流。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种柔性直流输电系统的换流器充电方法，所述柔性直流输电系统包括借助直流线路连接的有源端换流器和其它端换流器；还包括至少一组并联的充电电阻和旁通开关，所述并联的充电电阻和旁通开关串联在直流线路中，所述充电方法包括如下步骤：

（1）断开旁通开关，充电电阻接入直流线路；

（2）有源端换流器通过交流系统完成充电；

（3）有源端换流器解锁，建立直流电压；

（4）直流电压稳定后，其它端换流器解锁；

（5）其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关，将充电电阻旁路，完成充电过程。

上述其它端换流器交流侧为有源系统或弱交流系统。

上述其它端换流器交流侧为无源系统或停电系统。

上述并联的充电电阻和旁通开关采用一组，串联在直流线路的正极或者负极。

上述并联的充电电阻和旁通开关采用两组，分别串联在直流线路的正极和负极。

上述两组充电电阻的阻值为相等或不相等。

上述有源端换流器是两电平或三电平拓扑结构，其它端换流器是模块化多电平拓扑结构。

上述有源端换流器和其它端换流器均是模块化多电平拓扑结构。

采用上述方案后，本发明针对采用模块化多电平拓扑结构的柔性直流输电系统，提供一种柔性直流输电系统有源端换流器向其它端换流器充电的方法，可以有效抑制有源端换流器向其它端换流器充电时因为两端直流电压差而产生的直流线路过电流。该方法同样适用于黑启动情况下，抑制有源端换流器向停电系统侧换流器充电时产生的过电流。

附图说明

图1是现有充电方法中有源端换流器向无源端换流器充电示意图；

图2是本发明提供的方法中，有源端向其它端换流器充电示意图（并联的充电电阻和旁通开关串联接入直流线路正极）；

图3是本发明提供的方法中，有源端向其它端换流器充电示意图（并联的充电电阻和旁通开关串联接入直流线路负极）；

图4是本发明提供的方法中，有源端向其它端换流器充电示意图（直流线路正极和负极均串联接入并联的充电电阻和旁通开关）。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种柔性直流输电系统的换流器充电方法，将并联的充电电阻R2和旁通开关K2串联在直流线路中，并包括如下实施步骤：

（1）断开旁通开关K2，充电电阻R2接入直流线路；

（2）有源端换流器通过交流系统完成不控充电；

（3）有源端换流器解锁，建立直流电压；

（4）直流电压稳定后，其它端换流器解锁，通过充电电阻R2抑制解锁时的过电流；

（5）其它端换流器子模块电压稳定后合上旁通开关K2，将充电电阻R2旁路，完成充电过程。

按照本发明中的充电方法，以两端柔性直流输电系统（一端为有源系统，另一端为无源系统）为例，对充电过程实现方式进行说明：