[发明专利]一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置，该控制方法包括：投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。本发明通过在软启电阻旁路时控制投入部分在均压排序操作中切除的子模块，可以调整桥臂电压对冲掉该阶跃电压，破坏了冲击电流的产生条件，消除了旁路软启电阻带来的冲击，以避免交流侧冲击电流的出现，保证了换流阀系统安全。

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置，属于柔性直流输电技术领域。

背景技术

模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)因其控制灵活、能够四象限运行、易扩容等特点，在新能源并网、配电网扩容、海岛供电、电网互联等方面相对传统直流输电具有较大优势。随着模块化多电平柔性直流输电技术的不断成熟，对柔性直流输电的控制要求也越来越高。

在一般工程应用中，柔性直流输电换流阀的启动过程为：柔性直流输电系统处于闭锁状态，采用软启电阻对桥臂子模块进行预充电；充电到一定阶段后，旁路掉软启电阻，解锁柔性直流输电系统，继续对桥臂子模块进行充电，直至升高至额定电压。

在柔性直流输电换流阀的工作过程中，由于需要在柔性直流输电系统解锁前对其子模块进行充电，交流侧启动子模块充电过程中，交流侧主要存在两次较大的冲击电流，第一次发生在开始充电时刻(交流侧软启开关闭合时)，此时的冲击电流由系统参数例如阀侧电压等级、阀侧换流变、软启电阻、桥臂电抗器、子模块参数等决定。第二次发生在软启电阻旁路时刻，由于充电过程中，软启电阻存在分压，软启电阻切除后，桥臂电压与阀侧电压存在电压差，导致冲击电流。若此时通过直流侧为其他端进行直流充电，软启电阻切除后，同样会导致直流侧冲击电流。

对于减小启动子模块充电过程中的第一次的冲击电流，在不改变系统参数的前提下，最有效的手段就是加大软启电阻，加大软启电阻带来的问题就是软启电阻分压过大，桥臂分压降低，当旁路软启电阻时，会带来更大的电压差，导致第二次冲击电流更大。

另外，解锁阶段同样会产生较大冲击电流，因柔性直流输电系统一般采用SPWM调制方法，保证了相电压的正弦性，但其对直流电压的利用率较低，而三相不控整流得到的直流母线电压并不满足SPWM调制的最低需求，由此产生解锁阶段冲击电流。在多端直流侧连接时，在直流侧和交流侧均会产生较大冲击电流。

因此，减小启动和解锁时对系统的冲击电流及扰动对新能源并网、配电网及弱电网系统稳定运行显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法及装置，用于解决如何减小换流阀的冲击电流的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性直流输电换流阀的启动控制方法，包括以下方案：

方法方案一：步骤如下：

投入软启电阻，对桥臂子模块进行充电；

执行子模块均压排序操作，切除桥臂中的一部分子模块；

旁路软启电阻，闭锁桥臂中所有未被切除的子模块以及至少一个被切除的子模块，以调整桥臂电压。

方法方案二：在方法方案一的基础上，闭锁桥臂中所有被切除的子模块。

方法方案三：在方法方案一或二的基础上，还包括：

旁路软启电阻后，解锁桥臂子模块，根据解锁子模块的电压，确定直流电压指令初始值；

将直流电压指令从直流电压指令初始值逐步升高至额定值，进行闭环控制。

方法方案四：在方法方案三的基础上，所述直流电压指令初始值的计算公式为：