[发明专利]一种接入弱交流系统的背靠背直流输电系统控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种背靠背直流输电系统控制方法，特别是涉及一种接入弱交流 系统的背靠背直流输电系统控制方法。

背景技术

背靠背直流输电系统是指没有直流输电线路，且整流站和逆变站通常放在同 一个换流站内的直流输电系统。背靠背直流输电系统具有设备制造难度小、控制 灵活、投资较小等特点，在实现大区电网互惠互通，提高交流系统安全稳定水平 等方面发挥了积极作用。随着电网发展，大区电网互通容量需求进一步增加，背 靠背直流输电系统将在我国电网发展过程中发挥更加重要的作用。

随着灵宝、高岭和黑河背靠背直流输电系统的建设和运行，我国对背靠背直 流输电系统的控制和保护方法进行了深入研究。背靠背直流输电系统整流站通过 触发角控制直流电流为指令值，换流变压器分接开关控制触发角在12.5°～17.5° 的正常范围运行。逆变站主要有两种控制方法：一是定熄弧角控制，逆变站熄弧 角保持为17°，换流变压器分接开关控制理想空载直流电压在额定理想空载直流 电压附近；定熄弧角控制方法具有以下特点：(1)整流站与逆变站耦合。逆变站 交流母线电压变化将影响到整流站运行状态的变化，整流站触发角、直流电流、 直流电压和无功消耗均将发生变化，进而整流站换流变压器分接开关和无功小组 会发生相应操作。(2)逆变站对交流母线电压波动不具备抑制能力，进而不利于 弱交流系统电压稳定。由于逆变站熄弧角不随交流母线电压变化而变化，逆变站 换流变压器消耗无功几乎不随交流母线电压波动而变化，不利于抑制交流母线电 压波动。(3)分接开关动作次数少。分接开关不随直流功率的变化而动作，仅随 交流母线电压的变化而动作，而直流功率上升的过程中，直流电压有一定的下降， 因此分接开关动作次数少。二是定直流电压控制，通过熄弧角控制直流电压为额 定值，换流变压器分接开关控制熄弧角在17.5°～21.5°的指定范围内，当熄弧 角小于17°时，转为定最小熄弧角控制；定直流电压控制方法具有以下特点：(1) 整流站与逆变站耦合较弱，逆变站交流电压等的波动均由熄弧角平息，直流电压 不变，整流站因而不受影响。(2)逆变站对交流系统电压波动有抑制功能，交流 母线电压升高，熄弧角将增加，逆变站无功消耗将增加，反之亦然。(3)由于直 流功率由最小功率变化到额定功率过程中，直流电压均不变，这使得分接开关需 要随直流功率调节而动作，分接开关动作次数多。

背靠背直流输电系统用于电网互联，通常处于交流系统的末端，交流系统相 对薄弱，即为弱交流系统。在相关控制方法下，背靠背直流输电系统在运行中暴 露出一系列问题，例如2012年高岭背靠背直流输电系统出现了华北侧(逆变侧) 投切一组无功小组后，东北侧无功小组和换流变压器分接开关伴随动作的问题。 2014年～2015年，黑河背靠背直流输电系统也存在中方侧投切无功小组、换流变 压器分接开关动作与俄方侧无功小组投切和换流变压器分接开关伴随动作的问题。 另外，高岭和黑河背靠背直流输电系统还多次出现分接开关动作一档导致无功小 组投切，进而分接开关向相反方向又动作一档的反复动作现象。由于换流变压器 分接开关设计动作次数为20万次左右，且为内置式，更换困难；无功小组设计投 切次数为5000次；换流变压器分接开关反复动作和无功小组频繁投切将直接影响 背靠背直流输电系统的使用寿命和电网的安全稳定运行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种接入弱交流系统的背靠背直流输电 系统控制方法，既保证了电网的安全稳定运行，又增加了背靠背直流输电系统的 使用寿命。