[发明专利]一种电网零起升压的黑启动方法

说明书

本发明公开一种电网零起升压的黑启动方法，涉及电力系统技术领域，用于在将MMC所在的柔性高压直流输电单元用作电网黑启动的启动源时，确保电网运行安全以及与电网电连接的电力设备安全。所述电网零起升压的黑启动方法包括：闭锁柔性高压直流输电单元，控制其有源MMC阀单元和无源MMC阀单元充电；当有源MMC阀单元和无源MMC阀单元均充电至解锁电压时，解锁有源MMC阀单元和所述无源MMC阀单元，同时合闸无源侧换流站的换流变网侧断路器，将无源侧换流站的换流变压器与目标电网导通，使得目标电网的电压零起升压完成黑启动。本发明提供的电网零起升压的黑启动方法用于电力系统的黑启动。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种电网零起升压的黑启动方法。

背景技术

通常，电网因故障停运后，电网所在的电力系统会出现大面积停电的情况，此时通过电网中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，能够逐渐扩大电网的运行范围，直至电网所在的整个电力系统恢复有电，这种启动模式称之为黑启动。

目前，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，简称为MMC)作为一种新型的电压源换流器拓扑结构，因具有输出谐波少、模块化程度高等特点，可被广泛应用于高压直流输电领域，特别是柔性高压直流输电单元中。将MMC所在的柔性高压直流输电单元用作电网黑启动的启动源时，电网的黑启动一般通过柔性高压直流输电单元中有源侧换流站和无源侧换流站的启动控制完成，而有源侧换流站和无源侧换流站的启动控制，利用对应换流站中各MMC子模块的充电控制完成。

然而，在现有以MMC所在的柔性高压直流输电单元作为启动源的黑启动控制中，无源侧换流站的换流变网侧断路器通常是在其MMC阀单元的阀侧电压达到达额定电压后才会合闸，此时，无源侧换流站的换流变网侧电压为零，而无源侧换流站的MMC阀单元的阀侧电压为额定电压，无源侧换流站的MMC阀单元的阀侧与其换流变的网侧之间存在较大的电压差，使得在换流变网侧断路器合闸的瞬间出现电压突变和电流突变，而电压突变容易造成电压冲击，电流突变容易引起进区变压器励磁支路饱和，造成较大的励磁涌流，导致无源侧换流站的MMC阀单元内部发生桥臂过流，造成MMC阀单元跳闸。此外，在网侧断路器合闸的瞬间出现电压突变和电流突变，也容易使得与无源侧换流站的网侧电连接的电网，因暂态电压过高，而危及其运行安全以及与电网电连接的电力设备安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电网零起升压的黑启动方法，用于在将MMC所在的柔性高压直流输电单元用作电网黑启动的启动源时，使得电网电压从零缓慢升高至其稳态电压，确保电网运行安全以及与电网电连接的电力设备安全。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电网零起升压的黑启动方法，包括以下步骤：

步骤10，将处于备用状态的柔性高压直流输电单元设定为黑启动运行模式，闭锁柔性高压直流输电单元；柔性高压直流输电单元包括有源侧换流站，以及与有源侧换流站电电连接的无源侧换流站；

步骤20，控制有源侧换流站的有源MMC阀单元和无源侧换流站的无源MMC阀单元分别进入不控充电模式充电；

步骤30，无源MMC阀单元在不控充电模式下充电至可控电压后，无源MMC阀单元进入可控充电模式充电；

步骤40，当有源MMC阀单元在不控充电模式下充电至解锁电压，无源MMC阀单元在可控充电模式下充电至解锁电压时，

解锁有源MMC阀单元和无源MMC阀单元，使得有源MMC阀单元进入定直流电压控制模式，有源MMC阀单元的直流电压从解锁电压升压至额定直流电压，无源MMC阀单元进入定交流电压控制模式，无源MMC阀单元的阀侧交流电压从零升压至额定交流电压；