[发明专利]一种混合直流输电系统潮流反转控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及混合直流输电领域，尤其涉及高压直流输电及混合特高压直流输电系统一种潮流反转控制方法及装置。

背景技术

高压直流输电系统可分为两种类型：基于晶闸管技术的传统直流输电系统(LCC-HVDC)；基于全控型电力电子器件技术的柔性直流输电系统(Flexible-HVDC)。传统直流输电系统(LCC-HVDC)成本低，损耗小，运行技术成熟，目前，世界上正在运行的直流输电系统几乎都是LCC-HVDC系统，但传统直流输电系统(LCC-HVDC)存在逆变侧易换相失败，对交流系统的依赖性强；吸收大量无功，换流站占地面积大等缺点。而新一代的柔性直流输电系统(Flexible-HVDC)则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、不存在换相失败故障等优点，但也存在成本高昂，无法有效的处理直流侧故障等缺陷。因此结合传统直流输电和柔性直流输电的混合直流输电将具有工程应用前景。本发明涉及的混合直流输电系统一极为传统直流输电系统，一极为柔性直流输电系统。该系统结合了传统直流输电损耗小、运行技术成熟以及柔性直流输电可以向无源网络供电、不会发生换相失败的优点。

高压直流输电系统被广泛用于交流电网的互联,将电力从一个电网传输到另一个电网。但随着装机容量,电网负荷以及上网电价的变化,可能会频繁进行直流功率的反转以便将电力潮流方向由一个电网改变到另一个电网。

高压直流输电系统均是由两端或多端换流器站及直流输电线路组成，其中将交流电转换为直流电的换流器称为整流器，而将直流电转换为交流电的换流器称为逆变器。一般将直流输电输送功率方向的变化称为潮流反转，也称为功率反送。当发生潮流反转时，两端的换流站的运行工况会发生变化，即原来的整流站将变为逆变运行，而原来的逆变站则变为整流状态。由于传统直流的换流器均采用晶闸管换流器，电流方向不能改变，且不能运行在电流不连续的状态，因此传统直流潮流反转时只能改变直流电压极性，通常，通过以下方式实现电力反转：减小直流电流以减小有功功率，随后在最小功率处暂时闭锁换流器随后以新调节的延迟角α重新启动换流器完成潮流反转过程。而新一代的柔性直流则采用全控型电力电子器件，电流方向可以双向改变，可以运行在电流为零的状态，因此柔性直流输电系统可以较容易的通过改变电流方向实现潮流反转。而且柔性直流输电系统(Flexible-HVDC)能够实现有功功率与无功功率的解耦控制，随着有功功率出力的减小，柔性直流输电系统能够控制的无功功率将增大，在有功功率出力为零时，可控无功功率达到最大，因此在潮流反转时能够较好的控制系统无功功率。

结合传统直流输电和柔性直流输电的混合直流输电系统中，由于传统的直流输电系统在潮流反转过程中有功功率不是线性变化的，而是在最小功率处存在突变，虽然突变是在最小功率处，但是在电压较高时的最小功率，对于互联的电网较弱时，此最小功率仍然会带来较大冲击。此外潮流反转过程中传统直流输电系统的换流器闭锁所带来的滤波或无功补偿设备的切除及潮流反转后滤波或无功补偿设备的再次投入，不仅增加了滤波或无功补偿设备的开关操作的次数，减少了它们的寿命，而且由于无功功率的控制性较差导致互联电网的电压有较大波动，因此需要一种控制方法，对潮流反转过程中的有功和无功进行统一协调控制，以减小对互联电网的影响。

发明内容

本发明的目的：在于提供一种混合直流输电系统潮流反转控制的方法，可有效的减小对互联交流电网的影响，减少滤波器投切次数，实现平稳的直流功率反转。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种混合直流输电系统潮流反转控制方法，所述混合直流输电系统至少包括双极且其中一极是基于晶闸管技术的传统直流输电系统LCC-HVDC，一极是基于全控型电力电子器件的柔性直流输电系统Flexible-HVDC，每一极都是一个独立的直流输电子系统,其特征在于，在潮流反转过程中，混合直流输电系统输送的有功功率是连续的由正到负改变的，混合直流输电系统每端换流站的净无功功率在潮流反转过程中保持恒定。

上述方案中：所述的混合直流输电系统输送的有功功率是连续的由正到负改变的是指混合直流输电系统输送的有功功率的曲线在潮流反转过程中是一条过零的直线；或者由多条直线分段构成，但其中包含一条过零的直线。

上述方案中：所述混合直流输电系统每端换流站净无功功率是指换流站内所有参与无功平衡的无功设备所消耗的总无功功率。