[发明专利]一种混合直流输电系统控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于直流输电领域，涉及一种应用在至少一端为模块化多电平换流器组成的直流输电系统中的控制方法及装置，特别涉及一种混合直流输电系统控制方法及装置。

背景技术

高压直流输电技术可分为两类：基于晶闸管的电流源型直流输电技术（LCC-HVDC）、基于全控型电力电子器件的柔性直流输电技术（VSC-HVDC）。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大部分都是LCC-HVDC 系统，但电流源型直流输电系统（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VSC-HVDC能够实现有功功率与无功功率解耦控制、无需无功功率补偿结构紧凑占地面积小、不存在换相失败故障等优点，但目前也存在成本较高，损耗偏大等缺陷。因此将LCC-HVDC和VSC-HVDC技术相结合，一端采用LCC换流器、一端采用VSC换流器形成混合直流输电技术，可以综合LCC-HVDC技术成熟，成本低廉，损耗小和VSC-HVDC技术的调节性能好，占地面积小和不存在换相失败故障的优势，将具有广阔的工程应用前景。

现有的混合直流输电系统存在一个问题：当LCC所在的送端交流系统发生故障，尤其是较严重的接地故障时，LCC输出的直流电压将随交流电压下降。而现有的VSC-HVDC技术中，VSC换流器直流侧电压不能根据直流参考电压直接独立控制，仅能通过改变电容电压或子模块电容电压来间接控制，此外还受电压调制比运行范围的限制，直流电压不能出现较大幅度的降低。因而，在送端交流系统电压跌落较多的情况下，将出现LCC整流站最大直流电压小于VSC逆变站的现象，同时，由于LCC换流器的电流单向导通性，直流电流将快速下降至0，出现功率传输中断。功率传输中断时间几乎与故障持续时间相同。与换相失败相比，对所连交流系统产生的影响将会更大。因此需要寻找一种有效的控制方法,来避免此种情况下的功率传输中断。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种混合直流输电系统控制方法及其控制装置，能够有效的控制模块化多电平换流器输出的直流电压和直流电流，有效的避免LCC侧交流故障时出现的功率输送中断问题。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种混合直流输电系统控制方法，所述混合直流输电系统包括用于连接送端交流电网的整流换流站、用于连接受端交流电网的逆变换流站以及用于连接整流换流站和逆变换流站的直流输电线路，所述整流换流站包括至少一组电流源型换流器单元，所述逆变换流站包括至少一组模块化多电平换流器单元；其特征在于混合直流输电系统依据另一端整流站的直流电压来实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性；或者依据直流电流或直流功率的大小来实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性；或者同时依据直流电流的大小和另一端整流站的直流电压来实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性。

上述混合直流输电系统控制方法中：所述另一端整流站的直流电压是指另一端整流站实测的直流电压值或者计算出的直流电压值。

上述混合直流输电系统控制方法中：所述模块化多电平换流器投入子模块的总个数是指模块化多电平换流器的每一个相单元中实际投入运行且输出的电平不为零的所有子模块的个数。

上述混合直流输电系统控制方法中：构成模块化多电平换流器桥臂的子模块采用具有输出负电平能力的子模块。

本发明还提供了一种混合直流输电系统控制装置，其特征在于：包括采集单元、判别单元、总控单元，其中：

所述采集单元用于采集混合直流输电系统的直流电压、直流电流、模块化多电平换流器所连接交流电网的交流电流以及模块化多电平换流器的子模块电容电压；

所述判别单元用于依据采集单元所采集的相关模拟量的状态进而判断混合直流输电系统输送的直流功率或直流电流是否与参考值存在偏差；

所述总控单元依据另一端整流站的直流电压来实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性；

或者依据直流电流或直流功率的大小来实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性；

或者同时依据直流电流的大小和另一端整流站的直流电压来实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性。

采用上述方案后，本发明的有益效果为：