[发明专利]一种并联型三端直流输电系统的功率转代方法

说明书

本发明公开了一种并联型三端直流输电系统的功率转代方法，所述并联型三端直流输电系统包含三个换流站，在三个站双极均运行的工况下，若某个换流站发生单极闭锁，所述的功率转代方法根据闭锁前三个站的各极的功率水平、最小和最大输送功率能力以及所处的控制模式来计算并重新设置各站各极的功率/电流参考值，实现功率的极间转代和/或站间转代，尽最大限度减少了直流功率的损失，同时可尽量保证非故障换流站的接地极电流平衡，从而提升了并联型三端直流输电系统的稳定性和灵活性。

技术领域

本发明属于直流输电领域，一种并联型三端直流输电系统的功率转代方法。

背景技术

多端直流输电系统是由至少三个换流站通过高压直流输电线路连接而组成直流输电系统，可实现多个具有不同外送和消纳能力交流电网的互联，实现多电源供电和多落点受电，同时节约了输电线路走廊，是更为灵活的输电方式。多端直流输电系统常见类型有并联型、串联型、混合型等，其中并联型多端直流输电系统是将各个换流站的直流侧通过输电线路及汇流母线并联在一起，是最为常见的多端直流输电系统类型，目前在国际上已有数个工程应用，国内也有多个工程在建。

多端直流输电系统可分为三种类型：采用晶闸管技术的常规直流输电系统(LCC-HVDC)，基于全控型电压源换流器的柔性直流输电系统(VSC-HVDC)以及结合了前两者的混合直流输电系统。其中，常规直流输电系统(LCC-HVDC)的优点是成本低、损耗小、运行技术成熟，缺点是逆变侧容易发生换相失败、对交流系统的依赖性强、吸收大量无功、换流站占地面积大。而柔性直流输电系统则具有能够实现有功功率及无功功率解耦控制、可以向无源网络供电、结构紧凑占地面积小、不存在逆变侧换相失败问题等优点，但其存在成本高昂、损耗较大等缺陷。近年来，综合LCC-HVDC和VSC-HVDC技术的混合直流输电技术具有良好的工程应用前景，通过在整流侧采用LCC-HVDC，逆变侧采用VSC-HVDC，可以避免逆变侧的换相失败问题，同时一定程度保证工程造价上的优势。

并联型三端直流输电系统作为多端直流输电系统中的一种常见拓扑，在单极发生闭锁后的功率转代是一项关键技术，如何尽最大限度减少了直流功率的损失，同时可尽量兼顾非故障站的接地极电流平衡，其方案尚在研究之中。

发明内容

本发明的目的是，提供一种并联型三端直流输电系统的功率转代方法，以解决单极发生闭锁后的功率转代问题，减少直流功率的损失同时兼顾非故障站的接地极电流平衡。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种并联型三端直流输电系统的功率转代方法，所述并联型三端直流输电系统包含三个换流站，在三个站双极均运行的工况下，若某个换流站发生单极闭锁，所述的功率转代方法根据闭锁前三个站的各极的功率水平、最小和最大输送功率能力以及所处的控制模式来计算并重新设置各站各极的功率/电流参考值，实现功率的极间转代和/或站间转代。

优选的技术方案中，所述三个换流站包含两个整流站和一个逆变站，或者是包含一个整流站和两个逆变站；将同为整流或同为逆变模式的两个换流站称为第一换流站和第二换流站，剩余换流站称为第三换流站；所述第一换流站和第二换流站中，发生单极闭锁的换流站称为第一换流站，未发生单极闭锁的换流站称为第二换流站，发生单极闭锁的极称为第一极，未发生单极闭锁的称极为第二极。

优选的技术方案中，如果第二极为单极电流控制模式，则当第一换流站的第一极发生单极闭锁后，损失的功率转代至第二换流站的第一极，直至其功率上限；第一换流站、第二换流站和第三换流站的第二极功率均保持不变；如果第二极为双极功率控制模式，损失的功率优先转代至第一换流站的第二极，直至其功率上限，若第一换流站第二极达到其上限，则不足的部分继续转代至第二换流站。

优选的技术方案中，若第一极和第二极均为单极电流控制模式，当第一换流站的第一极发生单极闭锁后，损失的功率转代至第二换流站的第一极，直至其功率上限；第一换流站、第二换流站和第三换流站的第二极功率均保持不变。