[发明专利]一种基于半桥型MMC的中压直流配电网启动方法

说明书

本发明涉及一种基于半桥型MMC的中压直流配电网启动方法，包括以下步骤：步骤1、将有源侧MMC闭锁，无源侧MMC启动到热备用状态；步骤2、将限流电阻接入换流站中的MMC充电回路；步骤3、将有源侧换流站中的MMC与直流母线之间的直流断路器闭合；步骤4、将有源侧换流站中的MMC与交流系统之间的交流断路器闭合；步骤5、切除接入MMC充电回路中的限流电阻；步骤6、将有源侧换流站MMC解除闭锁并切换到定电压工作模式；步骤7、将无源侧换流站中的MMC与直流母线之间的交流断路器闭合；步骤8、完成直流配电网的启动，进入稳定运行。本发明控制简单，易实现，且整个直流配电网启动过程无大的冲击电流。

技术领域

本发明属于直流配电网技术领域，涉及中压直流配电网启动方法，尤其是一种基于半桥型MMC的中压直流配电网启动方法。

背景技术

随着可再生能源的快速发展，越来越多的新能源发电和储能大量接入配电网，配电网的潮流变成了双向流动，这对配电网的容量、可靠性、电能质量等提出了更高的要求，而目前传统的交流配电网并不是针对双向潮流而设计的，已经不能满足某些用户的要求。另外，随着电力电子技术和直流负荷技术取得了较大的进展，使得直流配电网受到了国内外学者的广泛关注。相比于交流配电网，柔性直流配电系统可以方便的实现多电源同时并网，不仅解决了各类电源同时接入交流配电系统时可能存在的不同步问题，并可将配电设备故障导致的供电中断时间压缩至数十毫秒级，极大地提高供电可靠性指标，节省用户侧不间断电源系统的投资和运维成本，同时可大量减少电力电子变换器的使用，省去变换环节，减少电能损耗并节省运行成本，提升效率，方便分布式能源灵活接入，实现分布式能源的充分利用。在柔性直流配电网中，换流站是最关键的电力电子设备，其主要负责交流电到直流电的变换、直流配电网电压和有功功率的控制以及向交流侧电网提供无功功率的支撑。模块化多电平换流器(Modular Multi-level Converter,MMC)相较于传统的电网换相型换流器(Line Commutated Converter,LCC)具有不存在换相失败、输出特性好、结构模块化、能实现快速解耦控制等优势，近些年在直流配电网换流站得到了广泛的应用。而由于MMC的结构特点，目前向无源网络供电的中低压直流配电网启动时需采用辅助充电电源的他励启动方式，启动成本较高，并具有较大的冲击电流，可能导致功率器件的损坏和保护的误动作。

综上所述，如何研发一种更加经济有效的直流配电网启动方法，提高直流配电启动的经济性和可靠性，充分发挥直流配电网的优势是本领域技术人员亟欲解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、简单实用且可靠性强的基于半桥型MMC的中压直流配电网启动方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于半桥型MMC的中压直流配电网启动方法，包括以下步骤：

步骤1、首先将有源侧MMC闭锁，无源侧MMC启动到热备用状态；

步骤2、将并联在限流电阻两端的断路器打开，限流电阻接入换流站中的MMC充电回路；

步骤3、将有源侧换流站中的MMC与直流母线之间的直流断路器闭合，同时也将无源侧换流站中的MMC与直流母线之间的直流断路器闭合；

步骤4、将有源侧换流站中的MMC与交流系统之间的交流断路器闭合，交流系统对有源侧MMC进行不控整流充电，直流母线电压随之上升；

步骤5、将有源侧换流站中的MMC与直流母线之间并联在限流电阻两端的断路器闭合，切除接入MMC充电回路中的限流电阻；

步骤6、将有源侧换流站MMC解除闭锁并切换到定电压工作模式，直流电压指令通过斜率控制缓慢上升到额定值；