[发明专利]串联型多端直流输电系统及其功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及串联型多端直流输电系统及方法，具体地说，涉及串联型多端直流输电系统的换流站单元及其功率控制方法。 

背景技术

多端直流输电系统常见为两类：并联型多端直流输电系统和串联型多端直流输电系统。并联型多端直流输电系统的各个换流站的直流侧通过传输线并联连接在一起；而串联型多端直流输电系统的各个换流站的直流侧通过直流传输线串联连接在一起。多端直流输电系统在换流站间距离短和电压绝缘设计困难情况下，相比并联型多端直流输电系统具有一定的技术优势。 

串联型多端直流输电系统的各个换流站直流侧依次串联连接，因此各站直流侧电流唯一，但各站直流电压不同。因此，在该控制系统设计中，通常设定某一换流站(通常为整流站)控制直流电流，称为定电流设定端；而其它换流站控制各自的直流侧电压，称为电压设定端。在定电流设定端换流站控制直流电流下，各电压设定端换流站通过控制直流电压调整各换流站的有功功率。 

在现有的串联多端直流输电系统中，需要解决在与多端直流输电系统电气耦合的诸如电网/电厂和风场一样的负荷/电源的功率波动的情况下平抑功率波动的控制问题。。例如，在电源所发出的功率增加/减小的情况下，如何将该功率波动通过多端直流输电系统传输；或者，在负荷所需求的功率增加/减小的情况下，如何将该功率波动通过多端直流输电系统传输。 

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种串联型多端直流输电系统，包括：第一换流站单元组，包括依次串联的至少一个第一换流站单元；第二换流站单元组，包括依次串联的多个第二换流站单元；包括第一端和第二端的高压直流 极线；和控制器；其中：第一换流站单元组的一直流端和第二换流站单元组的一直流端分别与高压直流极线的第一端和第二端电气耦合；第一换流站单元组的另一直流端和第二换流站单元组的另一直流端分别与接地极电气耦合；并且所述控制器可控制第一换流站单元组和第二换流站单元组分别工作于整流模式和逆变模式中的彼此不同的模式，并且可控制所述至少一个第一换流站单元和所述多个第二换流站单元中的一个换流站单元作为一个定电流端以保持直流电流恒定并且可控制其中至少一个换流站单元以便调制其传输的功率。 

根据本发明的一个方面，提供一种用于串联型多端直流输电系统及其功率控制方法，该串联型多端直流输电系统包括：第一换流站单元组，包括依次串联的至少一个第一换流站单元；第二换流站单元组，包括依次串联的多个第二换流站单元；和包括第一端和第二端的高压直流极线；其中：第一换流站单元组的一直流端和第二换流站单元组的一直流端分别与高压直流极线的第一端和第二端电气耦合；第一换流站单元组的另一直流端和第二换流站单元组的另一直流端分别与接地极电气耦合；该方法包括：控制第一换流站单元组和第二换流站单元组分别工作于整流模式和逆变模式中的彼此不同的模式；控制所述至少一个第一换流站单元和所述多个第二换流站单元中的一个换流站单元作为一个定电流端以保持直流电流恒定；以及控制其中至少一个换流站单元以便调制其传输的功率。 

基于上述的系统和方法，有利于在输入第二换流站的功率发生波动的状态下减小直流输电线路的波动，并且可将输入第二换流站的功率波动通过多端直流输电系统传输。 

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的串联型多端直流输电系统； 

图2示出换流站单元的结构； 

图3A示出根据图1所示的串联型多端直流输电系统的应用； 

图3B示出根据本发明的一个实施例的串联型多端直流输电系统的应用； 

图4A示出根据图1所示的串联型多端直流输电系统的应用；和 

图4B示出根据本发明的一个实施例的串联型多端直流输电系统的应用。 

具体实施方式