[发明专利]含大规模新能源接入的柔性直流输电系统的柔性启动方法

说明书

本发明公开了一种含大规模新能源接入的柔性直流输电系统的柔性启动方法，通过分别控制受端换流站与送端换流站，第一阶段内受端换流站进入不控整流阶段，第二阶段受端换流站进入可控整流阶段，并在第二阶段内控制送端换流站按照可调比例斜率因子软起动，待直流母线电压上升到阀值后接入新能源发电，实现直流输电系统的柔性启动，避免换流站的交流侧、直流侧以及新能源侧产生大的冲击，产生过电压过电流影响整个系统的运行，损坏设备和危及人身安全。

技术领域

本发明涉及一种含大规模新能源接入的直流输电系统柔性启动方法，属于柔性直流输电技术领域。

背景技术

20世纪90年代末，基于可关断器件和脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)技术的电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)开始应用于直流输电领域，这也标志着第三代直流输电技术的诞生。这种以可关断器件和PWM技术为基础的第三代直流输电技术，国际权威学术组织——国际大电网会议(CIGRE)和美国电气与电子工程师学会(IEEE)将其正式命名为“VSC-HVDC”，即“电压源换流器型高压直流输电”。ABB公司则称之为轻型高压直流输电(HVDC Light)，并作为商标注册。西门子公司称之为HVDC Plus。2006年5月在中国电力科学研究院组织召开的“轻型直流输电系统关键技术研究框架研讨会”上，与会专家一致建议国内将第三代直流输电技术统一命名为“柔性直流输电”。

国内，由南网公司筹建的广东南澳直流输电工程和国网公司筹建的浙江舟山以及河北张北等柔性直流输电工程，均在新能源功率外送和减小新能源功率波动对电网的影响方面具有很好的示范意义。

直流电网在正常运行前需要对各换流站进行预充电，使各换流站电压满足工作条件，换流站启动过程实质上就是换流站的预充电过程，启动过程如果控制不当，将会对MMC换流器的交流侧、直流侧以及新能源侧产生大的冲击，产生过电压过电流影响整个系统的运行，损坏设备和危及人身安全。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种含大规模新能源接入的柔性直流输电系统和柔性启动方法，本发明适用于采用模块化多电平结构的直流输电工程，能够减小交流侧、直流侧和新能源侧的冲击电流，能够避免空充变压器和长空载线路造成的励磁涌流和过电压问题，最终直流电压能够平稳建立。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含大规模新能源接入的柔性直流输电系统的柔性启动方法，包括如下步骤：

步骤1)确保系统中所有的开关均断开，受端换流站、送端换流站子模块均处于闭锁状态。

步骤2)合上直流隔离开关S_dc。

步骤3)合上受端换流站交流侧断路器S_ac1，受端换流站交流侧电网同时给受端换流站、送端换流站的子模块电容C_i进行启动第一阶段，第一阶段为交流侧不控整流阶段。

步骤4)当受端换流站直流侧电压达到交流侧线电压峰值时，即步骤3)所述第一阶段的不可控整流充电结束时，合上受端换流站交流侧旁路开关S_k，退出限流电阻R_L。

步骤5)解锁受端换流站的阀控，进行启动第二阶段，第二阶段为可控整流阶段，采用定直流电压控制，初始值设置在介于直流电压额定值和交流侧线电压峰值之间。

步骤6)在进行步骤5)所述第二阶段启动过程中，解锁送端换流站的阀控，设置送端换流站工作在无源逆变模式，同时对送端换流站联结变压器二T₂以及空载的新能源侧长输电线路L和新能源侧变压器T_w进行软起动，送端换流站的定交流电压控制器设置为斜率上升。