[发明专利]一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法，基于模块化多电平换流器带电投入运行装置。使换流器在开路状态下进行预充电，同时检测子模块是否异常，处理完异常后再执行换流器短路充电，直至符合投入运行条件。本方案可以在正式充电之前排除异常子模块，同时使阀组在执行短路充电之前完成预充电，降低直流侧短路充电复杂性，简化充电策略，为换流器平稳投入运行创造良好条件。本发明同时公开了一种模块化多电平换流器带电投入运行控制系统。

技术领域

本发明涉及柔性直流输配电领域，具体涉及一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法及控制系统。

背景技术

随着一系列柔性直流应用工程的建设投运，我国柔性直流工程技术向着更高电压等级、更大传输容量、架空线路比例更高的方向发展。为了达到更高直流电压等级，一种可行性很高的解决方案是采用双阀组串联运行，每一极均由两个对称单极换流器串联而成。

对于这样的主电路拓扑，存在一种重要的工况：半压运行变换为全压运行。在半压运行工况下，一个极只有一个阀组投入运行，与之串联另外一个阀组被旁路，不在运行状态。当半压运行变换为全压运行时，旁路阀组需要在两端短路的状态下完成充电，最终解锁并投入功率传输回路中。而阀组短路充电的算法往往非常复杂，且对换流器实时参数的变化适应性不强。

目前工程应用中，阀组投入策略均默认所有子模块为正常状态，在此基础上执行阀组充电乃至投入操作。但子模块数目众多，可能存在一定的异常个数，此时若仍然按照正常子模块来充电，可能导致子模块损坏事故；另外一方面，如果不经过开路情况下预充电检测措施，直接采用直流侧短路零模块电压充电方式，其充电策略比较复杂，有充电失败的风险，且子模块异常导致换流器实时参数变化，反过来影响阀组短路充电效果的准确性。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法及控制系统，可以解决目前换流器投入运行的方法中无法判断子模块异常、短路充电算法不能适应实际换流器参数变化的问题。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法，所述方法基于模块化多电平换流器带电投入运行装置。

所述装置包括模块化多电平换流器和附加回路；

所述附加回路包括两端口分别为第一直流端口和第二直流端口；

所述附加回路的第一直流端口并联在所述模块化多电平换流器的直流端口；所述模块化多电平换流器的交流端口形成所述装置的交流端口，所述附加回路的第二直流端口形成所述装置的直流端口；

所述附加回路由开关构成，通过附加回路实现装置的直流端口等效为短路或者开路，换流器的直流端口等效为短路或者开路。

所述方法的步骤包括：

步骤(1)、操作附加回路，使装置的直流端口等效为短路，换流器的直流端口等效为开路；

步骤(2)、闭合交流开关，通过预充电方式检测子模块异常情况；若出现子模块异常，则执行步骤(3)；若无子模块异常，则执行步骤(4)；

步骤(3)、闭锁全部子模块，断开交流开关，处理异常子模块；再次执行步骤(2)；

步骤(4)、操作附加回路，使装置的直流端口等效为短路，换流器的直流端口等效为短路；

步骤(5)、对换流器执行充电策略，直至达到投入条件；

步骤(6)、操作附加回路，将换流器投入直流运行回路中。

进一步地，所述模块化多电平换流器，构成换流器桥臂的子模块，部分为全桥型子模块、其余为半桥型子模块，或者是全部为全桥型子模块。