[发明专利]一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法。

背景技术

模块化多电平换流器以全控型可关断器件构成的电压源换流器为基础，具有传统直流输电不可比拟的优越性，已成为国内外柔性直流输电领域研究的热点，也是未来直流输电的一个重要发展方向。模块化多电平换流器的启动是系统正常运行的前提和基础，该环节若控制不当将产生严重的过压和过流，甚至导致系统振荡，影响交流系统正常运行，危及设备和人身安全。

目前模块化多电平换流器子模块电容预充电有自励和他励2种方式：自励是指由与换流器相连交流系统向子模块电容充电；他励是由辅助电源提供充电功率。前者要求模块化多电平换流器交流侧必须为正常运行的有源电网，而后者需要额外的装置，增加成本和工作量。

为提高模块化多电平柔性直流输电系统运行的安全性和稳定性，降低生产成本，需要一种既能完成换流站充电，又不需要增加工作量的换流站充电方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法，不需增加额外投资便能实现模块化多电平换流站的直流侧充电，且模块化多电平换流器交流侧既可以是待启动的有源网络，也可以是无源网络。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法，所述的模块化多电平换流器为柔性直流输电系统中的换流站，通过直流线路与其它换流站互联；所述模块化多电平换流器直流侧包括一组或两组隔离开关，交流侧为无源网络或待启动的有源网络，交流侧包括相互串联的交流断路器、隔离开关和换流变压器，当交流侧为有源网络时还包括充电电阻，所述充电电阻两端并联旁路开关；所述的直流侧充电是指换流站通过直流线路从直流侧充电；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：断开需要直流侧充电的模块化多电平换流器的交流侧隔离开关及断路器；

步骤2：系统中除需直流充电的模块化多电平换流站以外的其它换流站组成的系统正常运行；

步骤3：闭合需要直流侧充电的模块化多电平换流器直流侧隔离开关，该站通过直流线路进行不控整流预充电；

步骤4：不控整流预充电完成后，以投入子模块数递减方法解锁模块化多电平换流器，使其继续从直流侧充电，直到子模块电容电压达到预先设定值；

步骤5：模块化多电平换流器直流侧充电完成，并入系统运行。

当模块化多电平换流站是多端柔性直流输电系统中的多个换流站时，可按上述方法依次充电，不分先后顺序。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明提供的一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法，模块化多电平换流器交流侧既可以是待启动的有源网络，也可以是无源网络，适用范围大。

（2）本发明提供的一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法，可以限制充电过程中的冲击电压和冲击电流。

（3）本发明提供的一种模块化多电平换流器的直流侧充电方法，不需要他励辅助电源给主回路充电，逻辑清晰，操作简单有效。

附图说明

图1为两端柔性直流输电系统结构图。

图1（a）为交流侧为待启动的有源网络的两端模块化多电平柔性直流输电系统图；图1（b）为交流侧为无源网络的模块化多电平换流器结构图。

图2为从直流侧进行不控整流预充电时的电流通路图。

图3为投入子模块数递减指令图。

图4为采用本发明后子模块电容电压、直流侧电压及电流波形图。

图4（a）为采用本发明方法时子模块电容电压波形图；图4（b）为采用本发明方法时直流侧电压波形图；图4（c）为采用本发明方法时直流侧电流波形图。

图5为未采用本发明时子模块电容电压、直流侧电压及电流波形。

图5（a）为未采用本发明方法时子模块电容电压波形图；图5（b）为未采用本发明方法时直流侧电压波形图；图5（c）为未采用本发明方法时直流侧电流波形图。

图6是本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施案例对发明的技术方案进行详细说明。